Dopo aver interpretato i tre film di successo della serie Matrix - Matrix, Matrix Reloaded e Matrix Revolutions per la Warner Bros. Carrie-Anne Moss è diventata una delle attrici più richieste di Hollywood.
Nel corso degli anni ha interpretato tra gli altri The Crew, nel quale ha recitato accanto a Burt Reynolds e Richard Dreyfuss, in una produzione di Barry Sonnenfeld e Barry Josephson; Pianeta Rosso, con Val Kilmer per la Warner Bros., prodotto da Mark Canton; Chocolat, accanto a Juliette
Binoche, Johnny Depp e Judy Dench nel film della Miramax diretto da Lasse Hallstrom (candidato all‘Oscar) e prodotto da David Brown; Memento, il thriller indipendente acclamato da pubblico e critica nel quale ha recitato accanto a Guy Pearce e Suspect Zero dove l‘abbiamo vista accanto a Aaron Eckhart e Sir Ben Kingsley, per la regia di Eliase Merhige.
L‘interpretazione di Memento le è valsa il premio Independent Spirit come Migliore Attrice non Protagonista mentre quella di Snow Cake le è valsa un Genie come Migliore Attrice non Protagonista.
Tra gli altri film interpretati da Carrie-Anne ricordiamo il film corale indipendente The Chumscrubber con Ralph Fiennes, Rita Wilson e Glenn Close; Mini‘s First Time con Alec Baldwin, Luke Wilson e Nikki Reed e il commovente dramma di Marc Evans Snow Cake con Sigourney Weaver e Alan Rickman.
Nel 2007, Carrie-Anne ha interpretato Disturbia con Shia LaBeouf, e Fido, con Billy Connelly, Dylan Baker e Tim Blake Nelson per la regia di Andrew Currie.