Naomie Harris fait ses débuts d'actrice à onze ans dans un épisode de la série télévisée britannique SIMON AND THE WITCH (1987).
Adolescente, elle revient avec des rôles récurrents dans les séries RUNAWAY BAY (1992-1993) avec Carl Bradshaw, Eric Fried, Diana Eskell et Jeremy Lynch, et THE TOMORROW PEOPLE (Roger Damon Price, 1994-1995) avec Kristian Schmid et Christian Tessier.
Elle se perfectionne alors à la Bristol Theatre School de Londres avant de revenir grandie dans la série métissée WHITE TEETH (Julian Jarrold, 2002) avec Om Puri, Archie Panjabi, Philip Davis et Deepak Verma, et dans la série américaine d'aventures DINOTOPIA (2002-2003).
Le cinéma la réclame enfin pour les méconnus ANANSI (Fritz Baumann) et LIVING IN HOPE (John Miller), mais c'est Danny Boyle qui la lance pour de bon avec le rôle féminin phare de son suspense avec zombies 28 JOURS PLUS TARD face à Cillian Murphy, Brendan Gleeson et Christopher Eccleston (2002).
Elle continue dans l'horreur pour TRAUMA (Marc Evans, 2004) avec Colin Firth et Mena Suvari, et rejoint son premier thriller américain, COUP D'ÉCLAT (Brett Ratner, 2004) avec les vedettes Pierce Brosnan, Salma Hayek, Woody Harrelson et Don Cheadle.
Désormais contactée pour les gros projets made in USA, elle seconde les stars Colin Farrell et Jamie Foxx dans le stylisé MIAMI VICE (Michael Mann, 2006) et Johnny Depp dans les épiques PIRATES DES CARAIBES : LE SECRET DU COFFRE MAUDIT et JUSQU'AU BOUT DU MONDE (Gore Verbinski, 2006-2007).
Elle reste fidèle au Royaume-Uni pour le fantaisiste TOURNAGE DANS UN JARDIN ANGLAIS (Michael Winterbottom, 2005) avec Steve Coogan et pour le téléfilm salué SMALL ISLAND (John Alexander, 2009) avec David Oyelowo et Benedict Cumberbatch.
L'éclectisme du thriller l'attire, des ombres californiennes d'AU BOUT DE LA NUIT (David Ayer, 2008) avec Keanu Reeves et Forest Whitaker aux arts martiaux berlinois de NINJA ASSASSIN (James McTeigue, 2009, photo) avec la superstar sud-coréenne Rain.
Sam Mendes, Daniel Craig et les producteurs de James Bond la choisissent alors pour incarner la fatale Eve dans SKYFALL (2012), vingt-troisième opus officiel de la franchise.
Puis elle incarne une figure historique et humaine, Winnie Mandela, dans le biopic MANDELA : UN LONG CHEMIN VERS LA LIBERTÉ (Justin Chadwick, 2013) face à Idris Elba.
