Linda Edna Cardellini Redwood City, California'da Lorraine (Hernan) ve iş adamı Wayne David Cardellini çiftinin çocuğu olarak dünyaya geldi. İtalyan (babasının büyükbabasından), İrlandalı (annesinden), Alman, İngiliz ve İskoç kökenlidir. Linda büyüdü Kaliforniya'nın San Francisco Körfezi bölgesinde, dört çocuğun en küçüğü olarak büyüdü. Oyunculukla ilgilenmeye on yaşındayken sahneye çıktığında başladı. bir okul Noel oyununda şarkı söyleme rolü. Okula devam etti Linda, Mountain View, Kaliforniya'daki Saint Francis Lisesi'ne devam etti. Mezun olduktan sonra New York'a gidip gitmeyeceğine karar vermesi gerekiyordu. Tiyatro ya da Los Angeles'ta film ve televizyona devam etmek. Los Angeles'ı seçti. Linda ilk rolünü Bone Chillers (1996) dizisinde aldı. Onun Freaks and Geeks'te (1999) rol aldığında çığır açtı. Ünlü dizide akademik dekatloncu Lindsay Weir'ı canlandırdı ve "Outstanding Casting for a Comedy Series" kategorisinde Emmy Ödülü kazandı. Cardellini, Warner Bros.'un Scooby-Doo! (2002) filminde canlandırdığı Velma karakteriyle dünya çapında genç kızların, erkeklerin ve gençlerin kalbini fethetti. Ayrıca 'Brian Robbins'' Good Burger (1997), Bu Nasıl Sarışın! (2001), Reese Witherspoon ile ve Andy Garcia ile Tom McLoughlin'in Söylenemeyenler (2001) filmlerinin yanı sıra Adam Sandler yapımı komedi Grandma's Boy (2006) filminde rol aldı.Cardellini 2005 yılında IFC Films için çekilen American Gun (2005) adlı topluluk filminde Donald Sutherland, Forest Whitaker ve Marcia Gay Harden ile birlikte rol aldı. 2007 yılında Bağımsız Ruh Ödülleri'nde En İyi Film adaylığı kazanan American Gun" yönetmen/yazar Aric Avelino'nun ilk uzun metrajlı filmiydi. Aynı yıl Cardellini, Ang Lee'nin büyük beğeni toplayan draması Brokeback dağı'nda (2005) terk edilmiş bir aşık rolünde içten bir performans sergiledi ve eleştirmenlerden büyük övgüler aldı; Akademi Ödülü adaylığı, En İyi Film dalında Altın Küre ve Sinema Oyuncuları Derneği tarafından Drama Filminde En İyi Topluluk ödüllerini kazandı.Larry McMurtry ve Diana Ossana ile bu filmde çalıştıktan sonra, daha sonra CBS'in Hallmark Hall of Fame mini dizisi Comanche Moon'da (2008) Cardellini'ye rol vermeleri, Cardellini'nin yeteneğine ve ekrandaki varlığına duydukları güvenin bir kanıtıdır. Cardellini, 2008 yılında McMurtry tarafından yazılan (McMurtry'nin aynı adlı romanından uyarlanan), Simon Wincer tarafından yönetilen ve Ossana tarafından yürütücü yapımcılığı üstlenilen altı saatlik epik mini dizide Val Kilmer ve Steve Zahn ile birlikte rol aldı. McMurtry tarafından 1989 yılında yaratılan televizyon dizisi "Lonesome Dove"'un öncülü olan bu western, her gece iki saat olmak üzere üç akşam üst üste yayınlandı.2008 yılında Cardellini, 'Paul Walker' ile birlikte oynadığı "The Lazarus Project" adlı uzun metrajlı filmde 'Julie Ingram' rolünü canlandırdı. Yönetmenliğini John Glenn'in yaptığı bu gerilim filmi, yasadışı bir işe bulaşan ve daha sonra kendini bir psikiyatri merkezinde çalışırken açıklanamaz yeni bir hayat yaşarken bulan eski bir suçlunun hikayesini anlatıyor.2011 yılında Cardellini, Jonathan Hensleigh'in bağımsız uzun metrajlı filmi "Kill the Irishman"de Christopher Walken, Ray Stevenson ve Val Kilmer ile birlikte rol aldı. Film, 1970'lerde Cleveland'da gangsterler için çalışan sert İrlandalı haydut Danny Greene'in gerçek hikayesine dayanıyordu. Şubat 2012'de Cardellini, Michael Shannon ve John Slattery ile birlikte rol aldığı "Return," adlı bağımsız filmde 'Kelli' karakterini canlandırdı ve bu rol Cardellini'ye "En İyi Kadın Başrol "dalında Bağımsız Ruh Ödülü adaylığı kazandırdı." "Return" 2011 Cannes Film Festivali'nde Director's Fortnight bölümünde yer aldı ve Deauville, Londra ve Palm Springs Uluslararası Film Festivalleri'ne resmi bir giriş yaptı. "Return" savaştan eve dönen ve daha yavaş, normal bir hayata nasıl uyum sağlayacağını öğrenen 'Kelli'yi takip ediyor.Cardellini 2013 yılında, eleştirmenlerce beğenilen AMC dizisi Mad Men'in altıncı sezonunda konuk oyuncu olarak canlandırdığı 'Sylvia Rosen,' 'Don Draper'ın' evli metresi' rolüyle neredeyse tanınmaz hale geldi ama dikkatleri üzerine çekti.Bu rolüyle "Outstanding Guest Actress in A Drama Series" dalında ilk Emmy adaylığını aldı. Hem sinema hem de televizyonda çalışan Linda, NBC'nin yüksek reytingli ve eleştirmenlerce beğenilen dizisi "ER"'da canlandırdığı 'Hemşire Samantha Taggart' karakteriyle tanınıyor. Bundan sonra Glenn Kessler, Daniel Zelman ve Todd Kessler tarafından yaratılan Netflix'in yeni isimsiz aile draması dizisinde ལMeg Rayburn' olarak görülecek. Cardellini ayrıca bağımsız komedi Bana Hoş Geldiniz'de (2014) Kristen Wiig, Tim Robbins, Joan Cusack, James Marsden ve Wes Bentley gibi yıldızlarla birlikte başrolde yer alıyor. Filmin yönetmenliğini Shira Piven üstlendi. "Welcome to Me" Will Ferrell ve Adam McKay'in yapımcılığında çekildi ve prömiyerini Toronto Uluslararası Film Festivali'nde yaptı.Cardellini küçük ekranda CBS'in Şüpheli Şahıs (2011) dizisinde 'Dr. Megan Tillman' rolüyle konuk oyuncu olarak yer aldı. Jonathan Nolan tarafından yaratılan suç drama dizisinin başrollerinde Jim Caviezel, Taraji P. Henson ve Michael Emerson yer alıyor. Cardellini ayrıca Nickelodeon'un "Sanjay & Craig" dizisinde 'Megan,' IFC'nin "Out There" dizisinde 'Starla,' ve Disney'in "Gravity Falls," dizisinde 'Wendy,' karakterlerini seslendirdi.Cardellini'nin geçmiş seslendirme çalışmaları arasında ABC animasyon televizyon programı The Goode Family'de (2009) ailenin kızı 'Bliss,' rolü de bulunmaktadır.Linda, Loyola Marymount Üniversitesi'nden Tiyatro alanında lisans derecesine sahiptir ve Londra'daki Ulusal Tiyatro'da bir yaz eğitim programını tamamlamıştır. Los Angeles'ta ikamet etmektedir.