Cristiana Capotondi nasce a Roma nel settembre del 1980. Esordisce a soli dodici anni nella serie televisiva Amico Mio, per poi approdare sul grande schermo nel 1995 nel film Vacanze di Natale ‘95.
Dopo diverse partecipazioni da protagonista a film come Luisa di Sanfelice (2004) dei fratelli Taviani, Volevo solo dormirle addosso (per cui viene candidata ai Nastri d’Argento come migliore attrice non protagonista nel 2004) di Eugenio Cappuccio e Christmas in love di Neri Parenti, si laurea alla Sapienza di Roma i...visualizza tuttoin scienze della comunicazione. Nel 2006 è nella sale con il film Notte prima degli esami di Fausto Brizzi, per il quale ottiene una candidatura ai David di Donatello come migliore attrice protagonista, oltre ad aggiudicarsi il Premio Diamanti al Cinema e il prestigioso Premio Biraghi. Nello stesso anno interpreta Teresa nel film storico I Viceré di Roberto Faenza.
È protagonista successivamente dei film Come tu mi vuoi (2007), per cui ottiene un’altra candidatura ai Nastri d’Argento come migliore attrice protagonista, della commedia Ex (2009) di Fausto Brizzi, Dalla vita in poi di Gianfrancesco Lazzotti, per cui ottiene il premio come migliore interprete femminile al Festival di Taormina 2010, La passione di Carlo Mazzacurati, fino al suo ruolo nel film di Terry Gilliam ambientato a Napoli, The Wholly Family. È al fianco di Fabio de Luigi in La peggior settimana della mia vita (2011) e di nuovo in Il peggior Natale della mia vita (2012), al fianco di Sabrina Impacciatore e Claudia Gerini in Amiche da morire, insieme alle quali vince il premio Super Ciak d’oro e nello stesso anno nel pluripremiato La mafia uccide solo d’estate di Pif. Nel 2014 esordisce alla regia con il cortometraggio Sulla poltrona del Papa e nel 2015 dirige l’episodio Solferino28 del film documentario Milano2015.Sempre nel 2015 esordisce alla conduzione radiofonica su Radio Due in un programma dedicato al calcio e l’anno successivo nel programma Non è un paese per giovani. Sempre nel 2015 è diretta da Riccardo Milani nella serie TV Di padre in figlia e da Michele Placido nel film 7 minuti. Nel 2018 esce nelle sale il film diretto da Marco Tullio Giordana, Nome di donna, che affronta il tema delle molestie sulle donne nel mondo del lavoro. Lo stesso tema della violenza sulle donne viene poi trattato nel 2020 nella serie televisiva di cui lei è protagonista, Bella da morire, per la regia di Andrea Molaioli.
Nell’estate del 2021 è sul set della nuova serie tv di Ferzan Ozpetek Le Fate Ignoranti, di cui è protagonista, nel ruolo di Antonia.
Nel 2024 è al cinema con Succede nelle migliori famiglie per la regia di Alessandro Siani e in televisione con il film TV Margherita delle Stelle di Giulio Base.
