È una talentuosa attrice britannica che si è lanciata all'assalto degli Stati Uniti conquistando piccole e grandi parti in film di alto profilo e progetti televisivi di qualità. Oltre a realizzare il suo film di debutto al cinema con L'amore all'improvviso, la Mbatha-Raw ha di recente lavorato nella serie Tv di J.J. Abrams per la NBC, Undercovers. Attualmente è impegnata nel film Odd Thomas nel New Mexico, per la regia di Stephen Sommers.
Gugu Mbatha-Raw è nata a Oxford, nel regno Unito. Il suo nome completo è Gugulethu, retaggio dell'eredità africana del ramo paterno e significa "il nostro orgoglio" in Zulu. Il suo percorso di formazione è di quelli classici, ha ottenuto infatti un posto in un prestigioso corso di tre anni presso la Royal Academy of Dramatic Art (RADA) ad appena 18 anni. Avendo studiato Shakespeare per il suo diploma, alla RADA ebbe modo per la prima volta di fare esperienza concreta, ma abbandonò il corso un mese prima della fine del terzo anno per affinare quanto imparato fino ad allora in una produzione teatrale all'aperto di "Come Vi Piace", nel ruolo di Celia, il suo primo ingaggio professionale.
Proseguì interpretando altri ruoli per il teatro in altri allestimenti quali, per esempio, "Antonio e Cleopatra" al Royal Exchange Theatre di Manchester, seguito dal title role in "Romeo e Giulietta", accanto a Andrew Garfield, grazie al quale ottenne una candidatura al Manchester Evening News Theatre Award come Miglior Attrice nel 2005.
Il 2006 è trascorso principalmente in giro per l'Inghilterra facendo esperienza sia con il ruolo semiricorrente di Jenny nella quinta stagione della serie spionistica in onda su BBC One, MI-5 (nota come Spooks agli inglesi), accanto a Rupert Penry-Jones. A seguire, un periodo di lavoro al popolare Doctor Who, nel quale la Mbatha-Raw recita il personaggio di Tish Jones, ambiziosa ed eroica sorella della Martha Jones interpretata da Freema Ageyeman, compagna di David Tennant nella terza stagione della nuova versione della serie cult, firmata da Russell T. Davis. Ha poi lavorato nel film in costume per la ITV, Miss Marple - Prova di Innocenza, della lunga serie tratta dai romanzi di Agatha Christie, con Geraldine McEwan, Alison Steadman, Jane Seymour e Juliet Stevenson. Successivamente, nello stesso anno, la Mbatha-Raw tornò a recitare in teatro per la premiere europea dell'apprezzato Big White Fog [Spessa Nebbia Bianca, di Theodore Ward], andato in scena all'Almeida Theatre. Poco dopo, il regista Michael Attenborough la invitò a partire per un laboratorio shakespeariano di due settimane in Australia.
Tornata nel Regno Unito cominciò le prove per il suo primo ruolo da protagonista nel coraggioso e provocatorio Fallout [Ricaduta], scritto da Roy Williams e tratto da una pungente commedia teatrale in scena presso il Royal Court Theatre e diretta dal creativo Ian Rickson, che precedentemente lavorava come regista in teatro. A breve, nel 2008, la rivista Screen International selezionò la Mbhata-Raw come Star di Domani. Seguì il suo secondo ruolo da protagonista nella serie Tv per la BBC, Bonekickers - I Segreti del Tempo, nel quale interpretava Viv Davis, la bella assistente archeologa terribilmente curiosa, al fianco di Hugh Bonneville, Adrian Lester e Julie Graham. Nello stesso anno, le fu affidato un lavoro di sei mesi al National Theatre, per recitare nella commedia politica corale ispirata al governo New Labour, Gethsemane, di David Hare, che dopo Londra, proseguì in un tour nazionale di cinque settimane. Il suo debutto nel West End è avvenuto con il ruolo di Ofelia in Amleto, al fianco di Jude Law, lo spettacolo tutto esaurito in scena al Donmar Warehouse Theatre e diretto da Michael Grandage. Nell'autunno del 2009 la produzione si trasferì al Broadhurst Theatre a Broadway, New York che dato il successo è stato riproposto dopo appena sei settimane.
Nel 2010 è la protagonista, assieme a Boris Kodjoe, della serie televisiva statunitense Undercovers, creata da J.J. Abrams. La serie non riscontra il successo sperato e viene cancellata ancora prima dei tredici episodi previsti. Nel 2011 ottiene una parte secondaria nel film di Tom Hanks L'amore all'improvviso - Larry Crowne. Nello stesso anno viene scelta come co-protagonista, al fianco di Kiefer Sutherland, della serie televisiva Touch, che ha debuttato sul network Fox nel gennaio 2012.
Nel 2014 è la protagonista di La ragazza del dipinto, il secondo lungometraggio della regista britannica Amma Asante, e presto la vedremo in Free State of Jones (2016) di Gary Ross e in Zona d'ombra - Una scomoda verità (2016) di Peter Landesman, oltre che in Miss Sloane - Giochi di potere di John Madden.
Tra le più recenti interpretazioni troviamo il film di Edward Norton Motherless Brooklyn, Alice e Peter di Brenda Chapman e Il concorso di Philippa Lowthorpe.