Actrice canadienne, Lolita Davidovich est issue d’une famille serbe qui a déménagé au Canada. La jeune fille décide de devenir actrice et part étudier à New York. On peut la voir au cinéma dès 1983 dans Class (Carlino) avec Rob Lowe et John Cusack. Tout en tournant de nombreuses séries télévisées, elle joue également dans Nuit de folie (Columbus, 1987), La gagne (Bolt, 1987) avec Matt Dillon, et surtout Blaze (Shelton, 1989) face au grand Paul Newman.
C’est ce dernier film qui lui permet d’obtenir un rôle conséquent et de rencontrer celui qui est toujours son époux de nos jours, à savoir le réalisateur Ron Shelton.
On la retrouve ensuite à l’affiche de Les imposteurs (Lindsay-Hogg, 1991), JFK (Stone, 1991), Le cercle des intimes (Konchalovsky, 1991) et surtout L’esprit de Caïn (De Palma, 1992) qui est toutefois un échec commercial.
Au cinéma, elle est encore en haut de l’affiche d’Intersection (Rydell, 1994), Cobb (Shelton, 1994), mais on la voit de plus en plus souvent à la télévision. Sur grand écran, on la retrouve dans Un indien à New York (Pasquin, 1997), Ni dieux, ni démons (Condon, 1998), Les adversaires (Shelton, 1999) et Dark Blue (Shelton, 2002).
Désormais, Lolita Davidovich se consacre quasiment exclusivement à la télévision puisque sa carrière cinéma marque le pas depuis plusieurs années. A la télé, on a pu la croiser dans L World, ZOS : Zone of Separation, True Detective, Good God, Law & Order et Murder.