Ha frequentato la Bristol Old Vic Theatre School, dove ha studiato al fianco di Daniel Day-Lewis, debuttando in ruoli minori di spettacoli come Cenerentola e Lord Arthur Savile's Crime. Prima di farsi un nome ed essere conosciuta come stella del grande schermo, ha goduto di una carriera teatrale molto estesa e riuscita, compiendo il suo esordi scenico in Moving al Queen's Theatre. È apparsa in molti spettacoli nei teatri del West End di Londra.

Il suo debutto sul grande schermo è stato col ruolo di Ruth Ellis in Ballando con uno sconosciuto di Mike Newell, nel 1985. Seguirono poi ruoli da comprimaria per Steven Spielberg, Roberto Faenza, Neil Jordan e Louis Malle, che la scelse per Il danno, contrapposta a Juliette Binoche e Jeremy Irons, per il quale ricevette la prima candidatura agli Oscar come migliore attrice non protagonista e la prima di sette totali al Golden Globe. Nello stesso anno ritorna a collaborare con Newell per il film Un incantevole aprile, per il quale vince il Golden Globe come migliore attrice in una commedia.

Nel 1993 è protagonista con Kate Bush di The Line, the Cross & the Curve, cortometraggio diretto dalla stessa cantautrice, che trae spunto dal suo album The Red Shoes.

Nel 1994 riceve la seconda nomination all'Oscar e la terza al Golden Globe, nel ruolo da protagonista in Tom & Viv - Nel bene, nel male, per sempre. Nello stesso anno vince il secondo Golden Globe per il film tv Delitto di stato, nella categoria di migliore attrice non protagonista in un film per la televisione.

Prende parte alla saga di Harry Potter nel ruolo di Rita Skeeter, nei film Harry Potter e il calice di fuoco e Harry Potter e i Doni della Morte - Parte 1.

La televisione la vede poliedrica e nel 1998 interpreta il memorabile ruolo della strega Maab nella miniserie fantasy Merlino, con Sam Neill, per il quale riceve la nomination al Golden Globe come migliore attrice in un film per la televisione.

Nel 1999 è doppiatrice di Anna in Il re ed io e nel 2000 della malvagia signora Tweedy in Galline in fuga.

A maggio 2009, la Richardson è ritornata su un palco di Londra per la prima volta in 10 anni, recitando nel nuovo dramma di Wallace Shawn Grasses of a Thousand Colours al Royal Court Theatre.