Diplômée de l'Université d'Ohio, Piper Perabo part très rapidement s'installer à New York, où elle débute sa carrière. Après plusieurs courts-métrages, elle obtient son premier rôle en 2000 dans Whiteboys, de Marc Levin. Elle enchaîne ensuite avec la comédie Les Aventures de Rocky et Bullwinkle, dans laquelle elle donne la réplique à Robert De Niro et Rene Russo.

La même année, elle tient la vedette de Coyote Girls, qui lui vaudra la reconnaissance du public. Du film indépendant (Rebelles) à la comédie légère (saga "Treize à la douzaine") en passant par le thriller (Memories), Piper Perabo est l'incarnation même de l'actrice éclectique et donne la réplique à des acteurs confirmés tels que Kevin Spacey dans le film policier Edison ou encore Hugh Jackman et Scarlett Johansson dans Le Prestige, en 2006.

L'actrice s'essaie ensuite à un autre registre puisque dans Imagine Me and You, son coeur balance entre Matthew Goode et Lena Headey, qu'elle retrouve deux ans après La Crypte. En 2009, Piper Perabo participe à la comédie familiale Le Chihuahua de Beverly Hills, aux côtés de Jamie Lee Curtis. La même année elle tient l'un des rôles principales du film d'horreur Infectés avec Chris Pine. 

En 2012, elle participe au film de science-fiction de Rian Johnson, Looper aux côtés de Bruce Willis et Joseph Gordon Levitt. Mais c'est sur le petit écran que la comédienne décroche enfin un rôle important. De 2010 à 2014, elle incarne l'agent de la CIA Annie Walker dans la série Covert Affairs. Un rôle pour lequel elle est nommée au Golden Globe de la meilleure actrice dans une série dramatique en 2011 (mais le prix est attribué à Katey Sagal pour Sons of Anarchy).

Elle apparait ensuite au casting des séries Notorious (2016) et Charlie, monte le son (2019) qui sont toutes deux annulées au bout d'une saison. La même année elle décroche un rôle récurrent (Linda Craft) dans le spin-off de la série Penny Dreadfull, Penny Dreadful : City of Angels. 2019 marque également le retour de la comédienne au cinéma puisqu'elle interprète la femme de Gérard Butler dans La Chute du Président. 

Laëtitia Forhan