Emily Beecham est née à Manchester, au Royaume-Uni, d'un père anglais et d'une mère américaine, originaire de l'Arizona. En 2003, alors âgée de 18 ans, elle entre à la London Academy of Music and Dramatic Art (LAMDA), en français « Académie de musique et d'art dramatique de Londres », dont elle sort diplômée trois ans plus tard.
Au milieu de l'année 2007, elle est choisie par la réalisatrice britannique Jan Dunn pour le rôle principal de son film indépendant : The Calling. Elle interprète la jeune Joanna qui décide, contre l'avis de sa famille et de ses amis, d'entrer dans l'ordre cloîtré des bénédictines. Elle reçoit pour ce rôle le prix de la meilleure actrice au Festival du film indépendant de Londres, ainsi que le prix du meilleur espoir au Festival du film international d’Édimbourg en 2009, présenté par Sean Connery.
Cette même année, Emily Beecham joue pour la première fois sur une scène de théâtre professionnelle, dans la pièce How To Curse de Ian McHugh, mise en scène par Josie Rourke au théâtre Bush, situé dans le quartier Shepherd's Bush à Londres.
Elle apparaît, au fil des années, dans plusieurs séries télévisées : Miss Marple, Tess of The D'Urbervilles, and The Street. Elle est répertoriée comme l'un des 55 « visages du futur » par le magazine Nylon, dans un numéro consacré au « Jeune Hollywood ».
En 2017, elle interprète Daphné dans le film homonyme de Peter Mackie Burns, rôle pour lequel elle obtient non seulement une nomination dans la catégorie "meilleure actrice" aux British Independant Film Awards, mais également une reconnaissance internationale[3]. Elle joue une jeune femme cynique qui voit sa carapace voler en éclats lorsqu’elle est témoin d’une agression violente dans une épicerie : « Elle s’est créé un monde superficiel qui la protège, explique Emily Beecham à Caroline Vié dans 20 Minutes. Elle fait partie de ces gens qui refusent de s’engager. Elle prend très mal l’idée d’avoir été traumatisée par cette scène alors qu’elle se veut indifférente à tout. [...] Je me retrouve dans certains côtés de Daphné, car nous sommes de la même génération, mais je ne crois pas que je réagirais comme elle[4]. »
Si Hélène Lisle n'évoque pas un film inoubliable dans Femme actuelle, elle mentionne néanmoins la performance de la jeune actrice âgée alors de 32 ans : « Daphné est un joli film sans prétention sur un bout de vie de cette rousse incendiaire. Un bout de vie sans romance ni violons. Emily Beecham (retenez bien son nom !) est aussi touchante que son personnage, auquel on a toutefois du mal à s’identifier[5]. »
Anouk Féral loue également les talents de la comédienne dans le magazine spécialisé Première : « Emily Beecham, la nouvelle petite Anglaise que l’on va adorer. Rousse incandescente au visage de camé pâle, Emily Beecham contourne son propre classicisme esthétique. Elle insuffle à Daphné sa grâce mais aussi une rudesse et un bagout qui corsent habilement sa plastique évanescente[6]. »
Entre 2015 et 2019, elle joue dans la série dramatique d'action/arts martiaux AMC : Into the Badlands dans le rôle de la Veuve (The Widow).