İngiliz aktris Emily Kathleen Anne Mortimer, Hammersmith, Londra, İngiltere'de yazar ve avukat Sir John Mortimer ile ikinci eşi Penelope'nin (kızlık soyadı Gollop) çocuğu olarak dünyaya geldi. Batı Londra'daki St Paul Kız Okulu'nda eğitim gördü ve oyunculuğa orada başladı. Okuldan sonra Oxford Üniversitesi Lincoln College'a geçen Mortimer, burada İngiliz Edebiyatı ve Rusça eğitimi aldı ve iki dönem Moskova Sanat Tiyatrosu Drama Okulu'nda oyunculuk eğitimi gördü.Oxford Üniversitesi'nin bir öğrenci prodüksiyonunda rol aldığı sırada bir TV yapımcısı tarafından fark edilen Mortimer, Catherine Cookson'ın The Glass Virgin (1995) adlı filminin uyarlamasında rol aldı. İlk uzun metrajlı filmini 1996 yılında Val Kilmer ile birlikte Hayalet ve karanlık (1996) filminde oynadı. Ardından Kraliçe Elizabeth (1998), Aşkın Emeği Boşuna (2000), Maç sayısı (2005), Gerçek Sevgili (2007), Zindan Adası (2010) ve Hugo (2011) gibi çeşitli projelerde rol aldı.2000 yılında Aşkın Emeği Boşuna filminin çekimleri sırasında Mortimer eşi Alessandro Nivola ile tanıştı. Çiftin Sam Nivola ve May Nivola adında iki çocuğu vardır.