Saltó a la fama cuando interpretó el papel de Hermione Granger en las películas de Harry Potter. También se destacó por su papel protagónico en la película Las Ventajas de Ser Invisible del 2012, por la cual recibió un premio de MTV, un premio Teen Choice y un People's Choice. Interpretó el papel de Bella en la película La Bella y la Bestia del 2017.
Asistió a la Escuela Dragon en Oxford y a la Escuela de Artes y Teatro, donde protagonizaba obras teatrales escolares.
Fue modelo de las campañas de otoño e invierno de Burberry en el 2009.
Sus padres, Jacqueline Luesby y Chris Watson, se divorciaron en 1995. Mientras asistía a Oxford, estuvo en una relación con Will Adamowicz. Luego salió con un jugador de rugby de Oxford llamado Matthew Janney, pero la pareja se separó en diciembre del 2014. En el 2018 salió brevemente con el actor de Glee Chord Overstreet. En octubre del 2018 comenzó a salir con el gerente general Brendan Wallace.
J.K. Rowling basó el personaje de Hermione Granger en una versión más joven de ella misma.
