Figlia di attori, esordisce a soli 6 anni in teatro e a 13 anni è già a Hollywood nel cast del film A little romance (1979). Il protagonista, Laurence Olivier, la definisce una nuova Grace Kelly. Fioccano copertine ed interviste ed anche una prima serie di film dimenticabili fino alla chiamata del maestro Francis Ford Coppola che la utilizza nei Ragazzi della 56 strada (1983) ed in Rusty il selvaggio (1983) due cult movie degli anni Ottanta. Sembra fatta per l'attrice che però sbaglia completamente alcune scelte artistiche, rifiutando Splash (1984) che consacrerà Darrly Hannah ed incappando nel flop Cotton Club (1984), sempre di Coppola, un vero disastro al botteghino. A soli 19 anni l'attrice è già costretta a prendersi un periodo sabbatico. La ricostruzione della carriera è lenta e costellata di film non particolarmente belli come The Big Town (1987), Indian summer (1993) ed una piccola parte in Charlot (1992). Sposato l'attore Christopher Lambert, dà alla luce una figlia di nome Eleanor e torna al cinema in film d'azione come Judge Dredd (1995), Murder at 1600 (1997) e la commedia Jack (1996) quarto film girato con Coppola. La parabola ascendente tocca il suo vertice con il successone dell'estate americana 2000, La tempesta perfetta (2000), in cui impersona la volitiva compagna dello sfortunato Mark Wahlberg. Recentemente è stata protagonista del thriller The Glass House (2001) e in Unfaithful (2002) vedremo tradire Richard Gere.

Ha ottenuto candidature ai SAG, ai Golden Globe e agli Oscar ed è stata definita Miglior attrice dal New York Film Critics e dalla National Society of Film Critics per Unfaithful - L’amore infedele di Adrian Lyne del 2002. Uno dei migliori talenti del cinma, Lane ha girato pellicole indipendenti e di grandi studios, sempre diretta da grandi registi. Nella sua filmografia Cotton Club, I ragazzi della 56° strada e Rusty il selvaggio di Francis Ford Coppola, il recentissimo thriller Untraceable di Gregory Hoblit, Killshot di John Madden, Jumper di Doug Liman, Hollywoodland di Allen Coulter, con Ben Affleck e Adrien Brody, Must Love Dogs, con John Cusack, il drammatico A Walk on the Moon, che le ha portato una candidatura agli Independent Spirit Award, la commedia romantica di Audrey Wells Sotto il sole della Toscana, che l’ha candidata ai Golden Globe, La tempesta perfetta di Wolfgang Petersen, con George Clooney e Mark Wahlberg, Il mio cane Skip, adattamento del romanzo di Willie Morris, l’indipendente My New Gun, Hardball, con Keanu Reeves, il ruolo di Paulette Goddard in Chplin, di Sir Richard Attenborough, l’indipendente The Only Thrill di Peter Masterson, con Diane Keaton, Sam Shepard e Robert patrick, il thriller politico Murder at 1600, con Wesley Snipes, Jack di Francis Ford Coppola, con Robin Williams e Wild Bill di Walter Hill, con Jeff Bridges. Lane è apparsa inoltre in un grande varietà di ruoli nelle serie e miniserie di maggior successo, come The Virginian di TNT, con Bill Pullman, A Stretcar Named deside con Alec Baldwin e Jessica Lange, Lonesome Dove di CBS, che le ha portato una candidatura agli Emmy per il ruolo di Lorena. Con Gena Rowlands ha poi interpretato Grace & Glorie per Hallmark Hall of Fame, con Donald Sutherland, Cicely Tyson e Anne Bancroft la miniserie Oldest Living Confederate Widow Tells All, tratto dal romanzo di Allan Gurganus. Figlia dell’insegnante di recitazione Burt Lane e della cantante Colleen Farrington, Lane ha partecipato a un’audizione al La Mama Experimental Theatre a sei anni. Ha ottenuto un ruolo nella versione di Medea di Andrei Serbian e poi è apparsa nei cinque anni seguenti in produzioni di Elettra, Le Troiane, La buona donna del Sechuan, As You Like It. Dopo aver interpretato produzioni di Joseph Papp di The Cherry Orchard e Agamennone al Lincoln Center nel 1976-77, ha esordito nel cinema al fianco di Sir Laurence Olivier in Una piccola storia d’amore di George Roy Hill nel 1978.