Fiona Dourif nació el 30 de octubre de 1981 en Woodstock, Nueva York, EE. UU. 

En 2005 debutó como Chez Ami Whore en la serie de televisión Deadwood. Al año siguiente, fue elegida para interpretar a Alice en la miniserie de televisión Thief. El mismo año, Dourif hizo su debut cinematográfico en Little Chenier.

En 2007 fue elegida para el cortometraje The Lucky One. En 2008 interpretó a Becky en Garden Party y a Lisa en Frank the Rat. El mismo año, participó en la serie La ley y el orden: unidad de víctimas especiales como la detective Nikki Breslin.

En 2009, protagonizó la película The Messenger y participó como actriz invitada en la serie Bored to Death. Al año siguiente, estelarizó las películas Mafiosa y After the Fall. Posteriormente, interpretó a Penny en Letters from the Big Man. Uno de sus papeles más importantes llegó poco tiempo después: Casey en True Blood, serie que le ganó popularidad y seguidores.

En 2012 protagonizó This is Caroline, Cold Living y The Master. Al año siguiente interpretó a Nica Pierce en La maldición de Chucky, que se convirtió en uno de sus papeles más reconocidos. En 2014 se sumó a los elencos de Gutshot Straight, Dangerous Words de Fearless, Precious Mettle y Fear Clinic. 

En 2016 interpretó a Brie en Blood is Blood, participó en Chasing Gold, Enclosure y Her Last Will  entre otras. En 2017, retomó su papel de Nica Pierce en la película de terror en La maldición de Chucky.

Es conocida por su trabajo en Dirk Gently, Agencia de investigaciones holísticas (2016) y When We Rise (2017).