Diplômée du William Esper Studio, Gretchen Mol est serveuse dans un restaurant quand elle est remarquée par son futur agent. Celui-ci lui fait tourner un spot publicitaire pour Coca-Cola.En 1996, Gretchen Mol fait une apparition aux côtés de Michael J. Fox dans la série télévisée Spin city. Au cinéma, on peut apercevoir sa jolie frimousse dans Girl 6 (1996) de Spike Lee, Nos funérailles (id.) et New Rose Hotel (1998) d'Abel Ferrara, Donnie Brasco (1997) de Mike Newell et Celebrity (1998) de Woody Allen.Ses rôles prennent de l'importance dès 1998 avec Les Joueurs de John Dahl, elle incarne alors la petite amie de Matt Damon. A l'écran, elle est également la compagne de Johnathon Schaech dans Road to Graceland de David Winkler, la demoiselle que cherche à conquérir Jude Law dans Le Cygne du destin (id.) de Charlie Peters, la fille d'un informaticien, joué par Armin Mueller-Stahl, dans Passé virtuel (1999) de Josef Rusnak.Dans Les Amants interdits (1999), Gretchen Mol est l'objet de convoitise d'un jeune plagiste, interprété par Joseph Fiennes, et d'un homme d'affaire mafieux, joué par Ray Liotta.
