Emmanuelle Vaugier est née à Vancouver, en Colombie-Britannique, ses parents sont québécois et sa langue maternelle, le français. Elle étudie au Crofton House School, une école privée pour filles, durant 10 ans, puis au Magee Secondary School, qui proposait un programme académique flexible pour les étudiants-athlètes professionnels, pré-professionnels, artistes et musiciens1,2.
Emmanuelle Vaugier est surtout connue pour avoir interprété la petite amie de Lex Luthor dans la série à succès Smallville. Elle a par ailleurs été la vedette de la série My Guide to Becoming a Rock Star et a joué avec Josh Hartnett dans le film 40 jours et 40 nuits de Michael Lehmann.
Elle a été l'une des interprètes principales de trois films indépendants : Suddenly Naked d'Anne Wheler, Mindstorm de Richard Pepin, un thriller de science-fiction, et Ripper, un thriller psychologique réalisé par John Eyres. Elle a depuis joué dans Le secret des frères Mac Cann de Tim McCanlies et dans House of the Dead 2 : Dead Aim de Michael Hurst.
Pour le petit écran, elle a été l'invitée ("guest star") de nombreuses séries dont Au-delà du réel : L'Aventure continue, Cœurs Rebelles, Charmed ou encore Mon oncle Charlie. Elle a également joué dans la mini-série nommée aux Emmy Awards The Beach Boys : An American Family et dans Largo Winch : l'héritier. Elle a ensuite tenu des rôles réguliers dans Les Frères Scott, Andromeda, North Shore, Madison et Veronica Mars. Elle a tenu le rôle titre, dans la version pilote, de la série de science-fiction Painkiller Jane, adaptation de la bande dessinée éponyme.
En 2005, elle est à l'affiche de Saw II de Darren Lynn Bousman. Elle reprendra plus tard le même rôle dans Saw IV. De 2006 à 2009, elle a interprété la détective Jessica Angell dans la série Les Experts : Manhattan.