Nota per il ruolo della principessa Daenerys Targaryen nella fortunata serie televisiva Il Trono di Spade, Emilia Clarke ha iniziato a recitare all'età di tre anni, dopo aver visto una rappresentazione di "Show Boat", un musical per la cui realizzazione lavorava suo padre, tecnico del suono.
Dal 2007 al 2009 ha recitato in numerosi spettacoli al Drama Centre di Londra: "Wild Honey", "Pygmalion", "The Changeling", "Emilia Galotti", "Awake and Sing", "A Midsummer Night's Dream", "La pulce nell'orecchio", "The Hot l Baltimore", "The Government Inspector" e "Hamlet". Nel 2009 recita in un episodio della serie televisiva Doctors e nel film per la televisione Triassic Attack - Il ritorno dei dinosauri
. In seguito ottiene un ruolo di spicco - quello della principessa in esilio Daenerys Targaryennella - nella serie televisiva Il Trono di Spade. Questo ruolo le regala la notorietà, un EWwy Award come "miglior attrice non protagonista in una serie televisiva drammatica" e il premio "Breakout Performance - Female" agli Scream Award 2011.
Dal 2013 è protagonista a Broadway del musical tratto da "Colazione da Tiffany", è protagonista del film di James Franco The Garden of Last Days e affianca Jude Law in Dom Hemingway. Nel 2015 dà il volto a Sarah Connor nel nuovo film della serie di Terminator, Terminator Genisys e l'anno successivo è protagonista insieme a Sam Claflin del romantico Io prima di te.