Una de las actrices más versátiles de su generación, trabajando actualmente tanto en cine como en televisión, Linda Cardellini es muy conocida por su interpretación de la Enfermera Samantha Taggart en la serie aclamada por la crítica y muy bien valorada ER para NBC, y antes de esto, por su papel de la adolescente Lindsay Weir en la serie de televisión Freaks and Geeks de Judd Apatow/Paul Feig.

Se la puede ver en las series originales de Netflix Bloodline con un reparto que incluye a Kyle Chandler, Sam Shepard, Ben Mendelsohn y Sissy Spacek. Bloodline sigue el fuerte vínculo de los hermanos Rayburn en los Cayos de la Florida cuando su mundo se pone patas arriba tras el regreso de su hermano, la oveja negra de la familia. Cardellini protagoniza el papel de Meg Rayburn en el episodio 13 de la serie.

También se la pudo ver en el papel principal femenino de Padres por desigual de Paramount Pictures junto con Will Ferrell y Mark Wahlberg .palm

También coprotagonizó la comedia independiente Welcome to Me con un reparto plagado de estrellas entre las que se incluyen Will Ferrell, Kristen Wiig, Tim Robbins, Joan Cusack, James Marsden y Wes Bentley.

En 2013, Cardellini logró captar la atención por su provocativa interpretación de Sylvia Rosen, amante de Don Draper, en su actuación como actriz invitada en Mad Men. Recibió su primera nominación a los Emmy por este papel.

En febrero de 2012, Cardellini protagonizó el papel de Kelli en la película independiente Return, junto a Michael Shannon y John Slattery, por la que obtuvo una nominación a los premios Independent Spirit en la categoría de “Mejor actriz principal”. Return se proyectó en la sección Director’s Fortnight en el Festival de Cannes de 2011 y entró oficialmente en los Festivales The Deauville, Londres y Palm Springs International.

Además, en 2011 Cardellini coprotagonizó la película independiente de Jonathan Hensleigh Mata al irlandés, junto con Christopher Walken, Ray Stevenson y Val Kilmer. La película se basó en la historia real de Danny Greene, un matón irlandés que trabajaba para los mafiosos de Cleveland durante los años 70.

En 2008, Cardellini interpretó el papel principal de Julie Ingram en la película Proyecto Lazarus junto al actor Paul Walker. Dirigida por John Glenn, este thriller cuenta la historia de un antiguo criminal al que se involucra en tráfico ilícito y que posteriormente se encuentra viviendo una inexplicable nueva vida trabajando en un centro psiquiátrico.

En 2005, protagonizó la película coral American Gun de IFC Films junto con Donald Sutherland, Forest Whitaker y Marcia Gay Harden. American Gun supuso el debut de Aric Avelino como director y coescritor, nominada a Mejor Película en los premios Independent Spirit de 2007. Ese mismo año, Cardellini hizo una conmovedora interpretación de amante descorazonada, en el aclamado Brokeback Mountain (En terreno vedado) de Ang Lee, por la que consiguió una nominación a los premios de la Academia y un Globo de Oro a la Mejor Película y Mejor Reparto coral de comedia por Screen Actor Guild. Fue en este momento, cuando le dieron un papel en la miniserie de CBS Comanche Moon de Hallmark Hall of Fame, lo que dejó patente su confianza en el talento de Cardellini y su presencia en la pantalla.

Cardellini se ganó el corazón de los jóvenes y adolescentes en todo el mundo por su interpretación de Velma en las famosas producciones de Warner Bros. Scooby-Doo, Una rubia muy legal, Good Burger de Brian Robbins y Los límites del silencio de Tom McLoughlin, junto con Andy García, así como la comedia producida por Adam Sandler El rey del mando.

En la pequeña pantalla, Cardellini ha aparecido recientemente como la estrella invitada en el papel de Doctora Megan Tillman en Persons of Interest de CBS. Jonathan Nolan es el creador de esta serie de crimen y drama y está protagonizada por Jim Caviezel, Taraji P. Henson yMichael Emerson.

Cardellini también prestó su voz a varias series de animación incluyendo Sanjay y Craig de Nickelodeon donde hace el papel de Megan; Out There de IFC donde presta su voz a Starla, y Gravity Falls de Disney en el papel de Wendy. Entre los trabajos de voz en off anteriores de Cardellini se incluye el papel de Bliss, la hija de familia en el programa televisivo de animación de la ABC La familia Goode.

Asimismo, Cardellini protagonizó junto con Val Kilmer y Steve Zahn la épica miniserie de seis horas de duración para CBS Comanche Moon en 2008, escrita por Larry McMurtry, (basada en la novela de McMurtry con el mismo nombre) dirigida por Simon Wincer y con Diana Ossana como productora ejecutiva. Esta producción del oeste, que fue la precuela de Lonesome Dove (la serie de televisión creada en 1989 por Larry McMurtry), se emitió tres noches consecutivas con dos horas de duración cada una. Larry McMurtry y Diana Ossana están también detrás de la película Brokeback Mountain (En terreno vedado), por la que obtuvieron un premio de la Academia a Mejor guion adaptado.

Cardellini hizo una prominente interpretación en el papel de la decatleta Lindsay Weir en la célebre serie de la NBC Freaks and Geeks por la que obtuvo un Emmy en la categoría de Mejor Interpretación en una serie de comedia.

Cardellini tiene una Licenciatura en Teatro por la Universidad de Loyola Marymount y realizó un programa de estudios de verano en la National Theatre de London. Actualmente vive en Los Ángeles.