Născută la 27 ianuarie 1979 la Londra, Anglia, actrița Rosamund Mary Elizabeth Pike este singurul copil al unei mame violoniste clasice, Caroline (Friend), și al unui tată cântăreț de operă, Julian Pike. Datorită muncii părinților ei, și-a petrecut prima copilărie călătorind prin Europa. Pike a urmat cursurile Școlii Badminton din Bristol, Anglia, și a început să joace la Teatrul Național de Tineret. În timp ce apărea într-o producție a Teatrului Național de Tineret din „Romeo și Julieta”, a fost reperată pentru prima dată și a semnat un contract cu un agent, deși și-a continuat educația la Wadham College, Oxford, unde a citit Literatură Engleză, absolvind în cele din urmă cu o diplomă de onoare în clasa a doua superioară.
Pike a apărut într-o serie de seriale de televiziune din Marea Britanie, inclusiv în „Wives and Daughters” (1999), înainte de a obține un debut de bun augur în lungmetraj ca frumusețea glacială „Miranda Frost” în filmul lui James Bond, „Die Another Day” (2002); când a fost lansat filmul, avea doar 23 de ani. Deși debutul ei a fost un film de acțiune cu buget mare, activitatea cinematografică care a urmat a fost în principal în filme mai mici, independente, printre care Promised Land (2004), The Libertine (2004), (pentru care a câștigat premiul pentru cea mai bună actriță în rol secundar la The British Independent Film Awards), și Pride & Prejudice (2005), în rolul uneia dintre fiicele Bennet. A urmat o scurtă incursiune în cinematografia hollywoodiană cu filmul de acțiune Doom (2005) și thrillerul Fracture (2007), dar a revenit la filmele mai mici cu interpretări excepționale în trei filme: An Education (2009), Made in Dagenham (2010) și rolul principal alături de Paul Giamatti în Barney’s Version (2010).
În timp ce și-a continuat activitatea pe scenă în Anglia, Pike a apărut în spoof-ul de spionaj, Johnny English Reborn (2011), și a locuit în rolul „Andromeda” în filmul epic SF, Wrath of the Titans (2012). A revenit la filmele de acțiune cu rolul principal feminin alături de Tom Cruise în Jack Reacher (2012).
Pike a intrat într-o relație cu un cercetător matematic pe nume Robie Uniacke în 2009. Ea a dat naștere primului lor fiu, numit Solo, în mai 2012. A revenit la actorie și a obținut râvnitul rol principal din Gone Girl (2014). Filmul a devenit un succes de critică și de box-office, Pike obținând singura nominalizare la Oscarul pentru cea mai bună actriță. De asemenea, a obținut nominalizări ca cea mai bună actriță din partea Screen Actor’s Guild, Globurile de Aur și BAFTA. Ea a dat naștere celui de-al doilea fiu al său cu Uniacke în decembrie 2014.