Cadette d'une famille de quatre enfants, Courteney Cox connaît une enfance paisible. A 18 ans, son diplôme de fin d'études en poche, elle quitte le nid familial. Passionnée par la décoration et l'aménagement d'intérieur, elle se lance dans des études d'architecture qu'elle abandonnera au bout d'un an. Arrivée à New York sans un sou, elle se présente à la célèbre agence de mannequins Ford où elle est immédiatement engagée. Elle n'a alors que 19 ans et elle tourne de nombreux spots publicitaires.

Sachant qu'elle ne sera pas toute sa vie mannequin, la jeune femme prend des cours de comédie et fait sa première -et très brève- apparition télévisée dans le soap As The World Turns en 1984. Quelques mois plus tard, elle est sélectionnée parmi 300 candidates pour danser dans le clip de la nouvelle chanson de Bruce Springsteen, Dancing in the Dark, réalisé par Brian De Palma.

Après un rôle régulier dans la nouvelle série Superminds, la comédienne enchaîne les projets, aussi bien sur le petit que sur le grand écran (Cocoon : le retour, Les Maitres de l'Univers, Ace Ventura, détective chiens et chats...) En 1994, elle décroche le rôle de Monica Geller dans Friends. La série fait les beaux jours de la chaîne NBC pendant 10 ans... et la fortune de Courteney Cox ! L'actrice parvient également à se démarquer au cinéma avec les quatre volets de Scream de Wes Craven. Mariée à son partenaire de la saga, David Arquette en 1999, la comédienne prend le nom Courteney Cox-Arquette.

Après la production en 2003 de Mix It Up, une émission sur la décoration, le couple fonde sa propre société de production, baptisée Coquette (contraction de Cox et Arquette). En 2007, ils produisent la série télévisée de FX, Dirt, dans laquelle Courteney interprète le personnage principal, Lucy Spiller, rédactrice en chef de deux magazines à scandales. Elle joue ce rôle pendant deux ans, jusqu'à l'annulation de la série. Loin de se laisser abattre, elle se relance aussitot grâce à Bill Lawrence (qui l'a fait apparaitre dans Scrubs) qui crée pour elle en 2009 la sitcom Cougar Town où elle joue le personnage principal jusqu'en 2015.

En 2011, Courteney Cox reprend son rôle culte de Gale Weathers dans Scream 4, qui connaît un succès moindre que ses trois prédécesseurs. Durant les années 2010, elle se fait plus discrète et, hormis Cougar Town, elle apparaît plus ou moins furtivement dans les séries Web Therapy, Private Practice, Go On, Drunk History, Shameless et Modern Family. En 2021, elle retrouve ses fidèles comparses Neve Campbell et David Arquette pour les besoins de Scream, cinquième épisode de la célèbre franchise horrifique. Wes Craven étant décédé en 2015, ce sont Matt Bettinelli-Olpin et Tyler Gillett qui réalisent cette suite.