Laura Donnelly es una actriz británica nacida en Irlanda del Norte. Hizo su debut en la pantalla en el año 2005 en el drama Sugar Rush. También es conocida por aparecer en Casualty, Hex y como el personaje principal en la película irlandesa Insatiable (2008). Luego protagonizó Hijo de su madre, un drama de la BBC sobre la vida del futbolista inglés George Best, interpretando a su hermana, Barbara.

En 2014 se unió al elenco recurrente de la primera temporada de la serie Outlander, donde interpretó a Jenny Fraser-Murray, la hermana de Jamie Fraser, interpretado por Sam Heughan.

En agosto de 2015 se anunció que Laura se había unido a la miniserie Beowulf. Luego apareció en las series Britannia y The Fall.

En 2018 obtuvo el galardón a la mejor actriz en los Premios Laurence Olivier por su papel en la obra teatral The Ferryman.​ En 2019 fue nominada como mejor actriz en los Premios Tony por la misma obra en su presentación en Broadway.

En 2021 protagonizó la serie de la HBO The Nevers, en el papel de Amalia True.

En 2022 protagonizó junto a Gael García Bernal el especial de televisión de Halloween Werewolf by Night, distribuido por la plataforma de streaming Disney+. En dicho especial, que forma parte del Universo cinematográfico de Marvel, interpreta a la cazadora de monstruos Elsa Bloodstone.