Gemma Chan está entre las actrices incluidas en la lista "Diez actores y actrices a tener en cuenta" elaborada por la revista Variety en 2018, y se ha convertido rápidamente en una de las mejores intérpretes del Reino Unido. Después de graduarse en Derecho en la Universidad de Oxford, tuvo la oportunidad de trabajar en un bufete, pero prefirió estudiar en el prestigioso Centro Dramático de Londres. Desde su graduación ha demostrado su gran versatilidad gracias a papeles dramáticos y cómicos en la pequeña y gran pantalla, así como en teatro.

Trabajó en la serie "Sherlock", con Benedict Cumberbatch y Martin Freeman; en comedias como "El diario secreto de Hannah" y la premiada "Fresh Meat"; en episodios de algunas de las series más populares de Gran Bretaña como "Doctor Who", con David Tennant y Linday Duncan; en el sitcom "Los informáticos", galardonado con un BAFTA y un Emmy Internacional; la miniserie de cinco episodios "True Love", dirigida por Dominic Savage, con David Morrissey, David Tennant, Kaya Scodelario y Jane Horrocks; la serie "Shetland", de Ann Cleeves; el drama sobrenatural "Bedlam", y "Dates", con Ben Chaplin, Oona Chaplin y Sheridan Smith.

En 2015 tuvo un papel en la miniserie de seis episodios "The Game", con Tom Hughes y Brian Cox; en la serie cómica "Brotherhood", con Johnny Flynn, Ben Ashenden y Sarah Hadland; en la miniserie dramática de ciencia-ficción de ocho episodios "Humans", por la que fue nominada al Premio NME 2016 a la Mejor Actriz.

En 2016 prestó su voz a Dewdrop en la serie de animación "Watership Down", y a Blancanieves en el especial navideño "Roahl Dahl's Revolting Rhymes".

En la gran pantalla la vimos en Submarine, con Craig Roberts, Sally Hawkins y Paddy Considine, y El doble, con Jesse Eisenberg y Mia Wasikowska, ambas de Richard Ayoade; el thriller psicológico Exam, de Stuart Hazeldine, y Shanghai, de Mikael Hafstrom, con John Cusack, Chow Yun Fat y Gong Li. Su primer papel en una película de Hollywood fue en el thriller de espías Jack Ryan: Operación sombra, de Kenneth Branagh, con Chris Pine, Kevin Costner y Keira Knightley. En 2015 trabajó en la película francesa Grandes familias, escrita y dirigida por Jean-Paul Rappeneau, con Mathieu Amalric y Marine Vacht. Ese año también trabajó en London Fields, de Mathew Cullen, con Johnny Depp, Billy Bob Thornton, Amber Heard y Jim Sturgess, y Animales fantásticos y dónde encontrarlos, de David Yates. El año pasado rodó el thriller Stratton, de Simon West, con Dominic Cooper y Tom Felton.

Trabaja regularmente en los escenarios británicos.

Hace poco ha actuado en Crazy Rich Asians, con Michelle Yeoh, Harry Shum Jr, Constance Wu y Ken Jeong, la comedia romántica de mayor éxito de los últimos nueve años con una taquilla de 117 millones de dólares el fin de semana de su estreno, y en Intrigo: Dear Agnes, la segunda entrega de la trilogía de Daniel Alfredson.

Pronto la veremos en Capitana Marvel, en el papel de Minn-Erva, la primera película protagonizada por una superheroína.