"Évelyne Marie Léa Cassandre" Brochu è cresciuta a Pointe-Claire, un sobborgo di Montréal. Dopo il diploma conseguito alla scuola d'eccellenza Dorval Jean XXIII, si laurea nel 2005 presso il Conservatorio d'Arte Drammatica di Montréal e inizia la sua carriera come attrice teatrale. Dal teatro poi passerà velocemente a Tv e cinema.

Televisione
Nel 2008 debutta in televisione nel ruolo di Mélanie Gauthier nella soap opera canadese La Promessa, grazie alla quale vince il Premio Gemini come migliore attrice nel 2012. In ambito televisivo è nota anche per aver recitato in serie come Aveux (Claude Desrosiers, 2009), Mirador (Louis Choquette, 2010), Le marraine (Alain Desrochers, 2014).
Più recenti le partecipazioni in altre serie come X Company, ambientata durante la Seconda Guerra Mondiale, dove tra 2015 e 2016 è protagonista, e la sci-fi Orphan Black (dove partecipa tra 2013 e 2016) nella quale interpreta il ruolo della compagna di Cosima Niehaus, uno dei cloni della protagonista, interpretati da Tatiana Maslany.

Cinema
Il suo esordio nel cinema riporta la data 2006, anno in cui appare in Cheech, diretta da Patrice Sauvé. Successivamente, nel 2009 viene scelta sempre da Sauvé per il ruolo di Jézabel Garneau in Master key, e lo stesso anno Denis Villeneuve la dirige nel suo lungometraggio Polytechnique, pluripremiato film in bianco e nero che racconta il massacro all'École Polytechnique di Montreal.
Nel 2011, oltre al ruolo di Hélène Paradis in Frisson des collines (Richard Roy), apre una parentesi europea che la porta a recitare nel film Café de Flore (Jean-Marc Vallée) a fianco di Vanessa Paradis, e ad avere un ruolo da protagonista, nel 2012, in Inch'Allah, dove interpreta un'ostetrica canadese che lavora all'interno di un campo profughi palestinese, diretta da Anaïs Barbeau-Lavalette.
Nel 2013 partecipa al suo secondo cortometraggio, Quelqu'un d'extraordinaire (il primo era L'appartement, scritto da Michel Lam, del 2012) e ad un lungometraggio, Tom à la ferme, scritto e diretto da Xavier Dolan (che in questo suo film è anche interprete). In competizione alla 70ª Mostra internazionale d'arte cinematografica di Venezia, il film ha ottenuto il Premio Fipresci. Sempre nel 2013 viene inoltre premiata, assiema a Cara Gee, Megan Park e Johnathan Sousa, all'International Film Festival di Toronto col titolo di Astro Nasente dell'anno, e in questo anno particolarmente prolifico, nella stessa manifestazione, si aggiudica anche il Birks Diamond Tribute che viene assegnato alle attrici dell'anno.
Nel 2014, è nel cast di Les Loups, assieme a Louise Portal, Benoît Gouin, Augustin Le Grand, Gilbert Sicotte, diretti da Sophie Deraspe, e nel 2015 ritorna nel suo contineite d'origine per Pawn Sacrifice, dove interpreta il ruolo di Donna, diretta da Edward Zwick.
Apre ad altre co-produzioni europee nuovamente nel 2016, quando, diretta da Fulvio Bernasconi, recita il ruolo di Mary-Ann, in Miséricorde.