Taylor-Joy ist das jüngste von sechs Kindern. Ihre Mutter ist spanisch-britischer und ihr Vater schottisch-argentinischer Herkunft. In ihrer Kindheit und Jugend pendelte sie deshalb zwischen Argentinien und Großbritannien. Bevor Taylor-Joy ihre ersten Filmrollen bekleidete, war sie als Model tätig. Der internationale Durchbruch als Schauspielerin gelang ihr in ihrer Rolle als Thomasin in dem Horrorfilm The Witch (2015) unter der Regie von Robert Eggers.
Seitdem war sie in dem Fernsehfilm Viking Quest (2015), der Fernsehserie Atlantis (2015) und dem Kinofilm Das Morgan Projekt (2016) zu sehen. M. Night Shyamalan verpflichtete Taylor-Joy 2016 für den Psycho-Thriller Split, in dem sie an der Seite von James McAvoy eine Hauptrolle innehatte. Auch für dessen Fortsetzung Glass, die 2019 in die Kinos kam, wurde sie verpflichtet.
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