Apparirà tra poco nel giallo di azione e avventura Sherlock Holmes, in cui recita con Robert Downey Jr. e Jude Law per la regia di Guy Ritchie. Riportando sul grande schermo il leggendario detective creato da Sir Arthur Conan Doyle, il film uscirà il giorno di Natale del 2009. Tra i prossimi impegni dell'attrice, figura anche la commedia di Roger Michell Morning Glory, in cui recita con Harrison Ford, Patrick Wilson e Diane Keaton.

Nata in Canada, ha suscitato l'attenzione di Hollywood ottenendo un ruolo da protagonista in Hot chick - una bionda esplosiva (The Hot Chick) nel 2002. In seguito, ha recitato in due diversi successi di fila: l'acclamata commedia Mean Girls, diretta da Mark Waters da una sceneggiatura di Tina Fey e con Lindsay Lohan come protagonista; e il dramma romantico di Nick Cassavetes Le pagine della nostra vita (The Notebook), al fianco di Ryan Gosling.
Nell'estate del 2005, ha recitato con Vince Vaughn e Owen Wilson nella fortunatissima commedia 2 single a nozze (Wedding Crashers). Più tardi, sempre quell'anno ha lavorato al thriller di Wes Craven Red Eye, assieme a Cillian Murphy, ed era presente nel cast di stelle della pellicola natalizia La neve nel cuore (The Family Stone), al fianco di Diane Keaton, Sarah Jessica Parker e Claire Danes. La McAdams è stata giudicata miglior attrice non protagonista della ShoWest Convention del 2005, mentre ha ricevuto il premio di attrice emergente all'Hollywood Film Festival del 2005.
Recentemente, ha recitato con Pierce Brosnan, Chris Cooper e Patricia Clarkson nella pellicola indipendente di Ira Sachs, ambientata negli anni quaranta, Married Life, che è stata presentata al Toronto Film Festival del 2007; così come all'uscita dell'anno successivo The lucky ones - Un viaggio inaspettato (The Lucky Ones), con Tim Robbins. All'inizio di quest'anno, ha partecipato al thriller di Kevin Macdonald State of Play, assieme a Russell Crowe, Ben Affleck e Helen Mirren.