Actrice britannique, Naomie Harris a été élevée par sa mère dans le nord de Londres. Elle étudie la comédie à la Bristol Old Vic Theatre School et commence assez rapidement une carrière à la télévision où elle joue dans des séries comme Simon and the Witch, La baie des fugitifs ou encore The Tomorrow People.
Naomie Harris est finalement révélée au cinéma par Danny Boyle dans 28 jours plus tard (2002). Après quelques seconds rôles, elle décroche des emplois plus significatifs dans Miami Vice – Deux flics à Miami (Mann, 2006), Pirates des Caraïbes : Le secret du coffre maudit (Verbinski, 2006) et Pirates des Caraïbes : Jusqu’au bout du monde (Verbinski, 2007). Malgré cette belle exposition, elle ne parvient pas à exploser et doit jouer dans des films de moindre envergure comme Ninja Assassin (McTeigue, 2009).
Elle doit ensuite attendre 2012 pour qu’on lui confie le rôle d’Eve Moneypenny dans la saga James Bond en voie de refonte. Elle interprète ce personnage dans Skyfall (Mendes, 2012), Spectre (Mendes, 2015) et Mourir peut attendre (Fukunaga, 2021). Entre-temps, elle prend de l’étoffe en interprétant Winnie Mandela dans le biopic Mandela : Un long chemin vers la liberté (Chadwick, 2013), puis en secondant Jake Gyllenhaal dans le film de boxe La rage au ventre (Fuqua, 2015). On la retrouve ensuite à l’affiche d’Un traître idéal (White, 2016) et surtout du très beau Moonlight (Jenkins, 2016). Depuis, elle est revenue au blockbuster avec Rampage : Hors de contrôle (Peyton, 2018) et Venom 2 (Serkis, 2021).