Nata e cresciuta a Sydney, in Australia, la Strahovski ha studiato recitazione presso il famoso Theatre Nepean, la prestigiosa istituzione per la formazione degli attori della School of the Contemporary Arts della University of Western Sydney. Dopo essersi diplomata nel 2003, la Strahovski ha iniziato la sua carriera di successo alla televisione australiana con ruoli in Headland per Channel 7, nel film per la televisione Blackjack Dead Memory e nella serie di Channel 9 Sea Patrol. Sorprendente bellezza dall'innegabile talento, Yvonne Strahovski è sulla strada giusta per diventare una delle star più sexy di Hollywood.
La Strahovski sta per iniziare la quarta stagione della divertente serie della NBC Chuck, che ha come produttori esecutivi Josh Schwartz e McG, su un appassionato di computer (interpretato da Zachary Levi) che diventa senza volerlo il più importante agente segreto del governo. La Strahovski interpreta 'Sarah Walker', un'agente di alto livello della CIA, mandata a proteggere 'Chuck' ma che si ritrova coinvolta sul piano personale molto più di quanto si sarebbe mai immaginata. E' anche nel cast di I Love You Too, con Brendan Cowell, Peter Dinklage e il famoso comico australiano Peter Helliar, e nel film sentimentale Matching Jack con James Nesbitt, Richard Roxburgh, e Jacinda Barrett. Un toccante film sull'amore, l'infedeltà, la speranza e il legame indistruttibile tra genitori e figli.
Oltre alle sue interpretazioni per il piccolo e il grande schermo, tra cui ricordiamo anche la parte di Anne in Killer Elite, la Strahovski ha anche prestato la voce alla protagonista femminile Peg in Lego: The Adventures of Clutch Powers e per il gioco di ruolo Mass Effect 2, distribuito nel 2010 dalla Electronic Arts. Inoltre nel 2014 è protagonista di I, Frankenstein.
La Strahovski ha anche una grande passione per il teatro, dove ha fatto gran parte della sua formazione iniziale. Prima di trasferirsi a Los Angeles all'inizio del 2007, ha co-fondato una compagnia teatrale a Sydney chiamata Sauna productions per la quale ha recitato e coprodotto gli spettacoli Kieslowski's Neck e Finn City.