Sospesa tra cinema, teatro e televisione, Viola Davis cresce a Central Falls, Rhode Island, con mamma Mary e papà Dan. Ha due sorelle: Dianne Wright e Deloris Grant. Studia recitazione presso il Rhode Island College dove si diploma nel 1988. Frequenta,poi, la Juilliard School of Drama. L'attrice ha due figli dal collega Julius Tennon.

Palcoscenico
La Davis calca le scene con successo: nel 2001 riceve un Tony Award per la miglior interpretazione femminile grazie al personaggio di Tonya in "King Hedley II" di August Wilson, ruolo che le frutta anche due Drama Desk Awards. Nei tre anni successivi, eccola nella piéce Off-Broadway "Intimate Apparel".

Tv
Sul piccolo schermo, l'abbiamo notata nei panni di Donna Emmett nella serie Law & Order: Unità Speciale.

Cinema
Il debutto su celluloide avviene nel 1996 nel drama movie Il Colore del Fuoco, dove la troviamo nelle vesti di un'infermiera.
Nel 2003, si aggiudica una candidatura all'Independent Spirit Awards per l'interpretazione della madre naturale di Derek Luke nel biopic Antwone Fisher, film che segna l'esordio registico di Denzel Washington.
Diretta da Steven Soderbergh, Viola gira Out of Sight, Traffic e Solaris. Mamma disperata in World Trade Center, la Davis indossa la divisa di detective in Disturbia. Nel 2008, affida la sua preziosa locanda sul mare all'amica Diane Lane nel romance Come un uragano.
Si cimenta, inoltre, in una madre devastata da Il Dubbio nell'austera pellicola di John Patrick Shanley, performance che le vale una nomination ai Golden Globe, nonché la candidatura agli Oscar come Migliore Attrice non Protagonista. Dodici mesi più tardi, Viola incarna la Dr.ssa Joy Jackson nel thriller a sfondo politico State of Play, ma partecipa anche a Giustizia privata (2010), Mangia prega ama (2010), Innocenti bugie (2010) e al pluripremiato The Help (2012), nel quale affianca Emma Stone, Bryce Dallas Howard e Jessica Chastain. La vediamo anche in Molto forte, incredibilmente vicino, tratto da Safran Foer, nel film di Richard LaGravenese Beautiful Creatures - La sedicesima luna (2013), in quello di Gavin Hood Ender's Game (2013), nel thiller di Denis Villeneuve Prisoners (2013) e nel film di Michael Mann Blackhat. Nel 2016 grazie al film di Denzel Washington Barriere si aggiudica il Golden Globe e il premio Oscar come miglior attrice non protagonista.
Nel 2018 è la protagonista dell'acclamato film Widows - Eredità criminale, diretta dal Premio Oscar Steve McQueen, che le assicura una candidatura ai BAFTA e ai Satellite Awards. Nel 2020 veste i panni della cantante blues Ma Rainey nel film Ma Rainey's Black Bottom, adattamento cinematografico dell'omonima opera teatrale di August Wilson. Nel 2022 è protagonista di The Woman King, tratto da eventi reali, che racconterà la storia di Nanisca, interpretata dalla Davis, generale di una truppa militare tutta al femminile.