Rose Byrne, 24 Temmuz 1979 tarihinde Sidney, Yeni Güney Galler, Avustralya'da dünyaya geldi. İrlanda ve İskoç kökenli bir aileden gelen Byrne, sanatla iç içe bir çocukluk geçirerek sekiz yaşında Avustralya Gençler Tiyatrosu'nda (Australian Theatre for Young People) oyunculuk eğitimi almaya başladı. Ekran kariyerine 1994 yapımı "Dallas Doll" filmiyle adım attıktan sonra, ilk büyük sanatsal başarısını 2000 yapımı "The Goddess of 1967" filmindeki performansıyla elde etti. Venedik Film Festivali'nde En İyi Kadın Oyuncu dalında Volpi Kupası kazandıran bu rol, Byrne'in uluslararası alanda tanınmasını sağladı.
Hollywood'a geçişi, "Yıldız Savaşları: Bölüm II - Klonların Saldırısı" filmindeki Dormé karakteriyle oldu.