1973'te New Jersey'de doğdu. Annesi Luba ve babası Mihaylo Farmiga Ukrayna doğumlu olan sanatçı, 6 yaşında anaokuluna başlayana dek sadece Ukraynaca konuştu. Gençlik yıllarında Ukrayna halk dansları ve piyanoyla ilgilendi. 1991'de Hunterdon Central Regional Lisesi'nden mezun oldu. Lise yıllarında oyunculuğa da merak sardı. Syracuse Üniversitesi'nde sahne sanatları bölümünde eğitim gördü. Mezuniyetinin ardından Broadway'de sahne aldı, sonra Roar dizisiyle adını duyurdu. New York'ta Sonbahar, 15 Dakika gibi filmlerde ünlü isimlerle çalıştı. 2006'da Martin Scorsese'nin Köstebek (The Departed) filminde başrollerden bir tanesiydi. 2009'da George Clooney ile birlikte Up in the Air filminde yine başroldeydi. Sonra Korku Seansı (The Conjuring) serisinde Lorraine Warren'ı canlandırdı.

İlk evliliğini Fransız oyuncu Sebastian Roché ile 1997–2004 arasında yaşadı. 2008'de ise müzisyen Renn Hawkey ile evlendi. Bu evlilikten Fynn McDonnell Hawkey (d. 2009) ve Gytta Lubov Hawkey (d. 2010) adlarında 2 çocuk dünyaya getirdi.

6 kardeşi olan Vera Farmiga'nın 1994 doğumlu kardeşi Taissa Farmiga da oyunculuk yapmaktadır.