Carrie-Ann Moss 1967. augusztus 21-én született Vancouverben. Szülei Barbara és Melvyn Moss, egy testvére van. 20 évesen modellként költözött Európába, majd Spanyolországban szerepet kapott a Dark Justice (1991) című sorozatban, melyet egy évvel később már Los Angelesben forgattak. Ekkoriban már számos televíziós reklámban és sorozatban is szerepet kapott, (Modellügynökség, F/X: The Series), azonban filmes karrierjét igazán a Keanu Reeves és Laurence Fishburne nevével fémjelzett Mátrix (1999) egyik főszerepe indította el. Ezt követően olyan filmekben kapott lehetőséget, mint a Kereszttaták (2000), A vörös bolygó (2000) vagy a Zéró gyanúsított (2004). A Mátrix folytatásaiban (Mátrix - Újratöltve, 2003, Mátrix - Forradalmak, 2003) játszott szerepén kívül rengeteg független filmben is feltűnt. Boldogtalan családanyát alakított az Oscar-díjra jelölt Csokoládéban (2000), a Christopher Nolan rendezésében bemutatott Mementóban (2000) nyújtott teljesítményéért pedig elnyerte az Independent Spirit Award legjobb női mellékszereplőnek járó díját. Számos indie filmben is feltűnt, ilyenek az Elrabolva (2005), a Mini beindul (2006), a Hósüti (2006) vagy a Közös titkunk (2008). A Disturbiaban (2007) Shia LaBeouf édesanyját alakította, majd néhány epizód erejéig láthattuk a népszerű Chuck című televíziós sorozatban is. Moss 1999-ben ment férjhez Steven Royhoz, a párnak két fia és egy lánya van.