Nata a Lisbona il 19 agosto 1965, sorella di Ines de Medeiros (ugualmente attrice e regista), ha alle spalle una lunga carriera da interprete sia in Europa che negli Stati Uniti. Dopo il suo esordio in "Silvestre" (1982), ha recitato in pellicole come "Henry & June" (1990, di Philip Kaufman), "Uova d'oro" (1993, di Bigas Luna), "Pulp Fiction" (1994, di Quentin Tarantino), "Honolulu Baby" (2000, di Maurizio Nichetti), "La mia vita senza me" (2003, di Isabel Coixet), "La canzone più triste del mondo" (2003, di Guy M...visualizza tuttoMaddin) e "Il Resto di Niente" (2004, di Antonietta De Lillo). Ha vinto una Coppa Volpi come migliore attrice protagonista al Festival di Venezia per la sua interprezione in "Tres Irmaos" (1994, di Teresa Villaverde).
Dietro la macchina da presa ha esordito girando i cortometraggi "Sévérine C.", "Fragmento II" e "Morte di principe" (tutti datati 1991). "Capitani d'aprile" (2001, di cui ha anche scritto la sceneggiatura) è invece il suo primo lungometraggio come regista.