È una delle giovani attrici più richieste di Hollywood e ha appena completato le riprese di Gigantic, con Paul Dano, e della commedia romantica 500 Days of Summer, con Joseph Gordon Levitt.
Recentemente è apparsa con Mark Wahlberg nel thriller The Happening per la regia di M. Night Shyamalan, nella miniserie di Sci-Fi Channel candidata agli Emmy Award Tin Man e nell’indipendente The Go-Getter, con Lou Taylor-Pucci.
L’anno scorso l’abbiamo vista in Un ponte per Teribithia, tratto dall’omonimo romanzo per ragazzi vincitore del Newberry Award, e ha prestato la sua voce voice, insieme a Shia LaBeouf e Jeff Bridges, al film d’animazione Surf’s Up.
E’ apparsa inoltre in The Assassination of Jesse James by the Coward Robert Ford, con Brad Pitt e Casey Affleck, e negli indipendenti Live Free or Die, con Aaron Stanford; Flakes con Aaron Stanford, per la regia di Michael Lehmann; e The Good Life di Stephen Berra.
Tra i suoi film più recenti ricordiamo poi Winter Passing, con Ed Harris e Will Ferrell; Failure to Launch, con Matthew McConaughey e Sarah Jessica Parker; Guida galattica per autostoppisti, con Sam Rockwell, Mos Def e John Malkovich; con Will Ferrell, Elf, di Jon Favreau; All the Real Girls che le ha portato una candidature agli Independent Spirit Award; Abandon-Misteriosi omicidi di Stephen Gaghan; Big Trouble-Una valigia piena di guai di Barry Sonnenfeld; The Good Girl, con Jennifer Aniston; e Eulogy, con Debra Winger e Ray Romano.
Deschanel ha esordito nel cinema nel 1999 con il film drammatico di Lawrence Kasdan Mumford, seguito poi da Quasi famosi di Cameron Crowe, con Billy Crudup, Kate Hudson e Frances McDormand.
Oltre al suo lavoro nel cinema, ha ricevuto critiche molto positive anche per il suo albun d’esordio She + Him Volume 1., in collaborazione con M. Ward.
Deschanel,che deve il suo nome al protagonista del romanzo di J. D. Salinger’s Franny and Zooey, ha passato gran parte dell’infanzia sui vari set con la madre, l’attrice Mary Jo, e il padre Caleb, direttore della fotografia candidato agli Oscar.