Née le 27 janvier 1979 à Londres, en Angleterre, l’actrice Rosamund Mary Elizabeth Pike est l’enfant unique d’une mère violoniste classique, Caroline (Friend), et d’un père chanteur d’opéra, Julian Pike. En raison du travail de ses parents, elle passe sa petite enfance à voyager en Europe. Pike a fréquenté la Badminton School à Bristol, en Angleterre, et a commencé à jouer la comédie au National Youth Theatre. C’est en jouant dans une production de « Roméo et Juliette » du National Youth Theatre qu’elle a été repérée et engagée par un agent, bien qu’elle ait poursuivi ses études au Wadham College, à Oxford, où elle a étudié la littérature anglaise et obtenu un diplôme avec mention très bien.
Pike est apparue dans un certain nombre de séries télévisées britanniques, notamment Wives and Daughters (1999), avant de faire des débuts prometteurs au cinéma dans le rôle de la beauté glaciale « Miranda Frost » dans le film de James Bond, Meurs un autre jour (2002) ; lorsque le film est sorti, elle n’avait que 23 ans. Bien que ses débuts aient été dans un film d’action à gros budget, le travail cinématographique qui a suivi a été principalement dans des films plus petits et indépendants, notamment Promised Land (2004), The Libertine (2004), (pour lequel elle a remporté le prix de la meilleure actrice dans un second rôle aux British Independent Film Awards), et Pride & Prejudice (2005), dans le rôle de l’une des filles Bennet. Une brève incursion dans le cinéma hollywoodien a suivi avec le film d’action, Doom (2005), et le thriller, Fracture (2007), mais elle est revenue à des films plus modestes avec des performances exceptionnelles dans trois films : An Education (2009), Made in Dagenham (2010), et le rôle principal face à Paul Giamatti dans Barney’s Version (2010).
Alors qu’elle poursuit son travail sur scène en Angleterre, Pike apparaît dans la parodie d’espionnage, Johnny English Reborn (2011), et habite le rôle d' »Andromeda » dans l’épopée de science-fiction, Wrath of the Titans (2012). Elle est revenue aux films d’action avec le premier rôle féminin face à Tom Cruise dans Jack Reacher (2012).
Pike a entamé une relation avec un chercheur en mathématiques nommé Robie Uniacke en 2009. Elle a donné naissance à leur premier fils, nommé Solo, en mai 2012. Elle revient à la comédie et décroche le rôle-titre convoité de Gone Girl (2014). Le film est devenu un succès critique et au box-office, et Pike a obtenu l’unique nomination du film aux Oscars en tant que meilleure actrice. Elle a également obtenu des nominations en tant que meilleure actrice de la Screen Actor’s Guild, des Golden Globes et de la BAFTA. Elle a donné naissance à son deuxième fils avec Uniacke en décembre 2014.