D'origine cubaine et grandissant dans le Maryland, Rosa Salazar déménage à Los Angeles à 20 ans pour y faire carrière. Elle commence par apparaître furtivement dans un épisode des séries Old Friends et Los Angeles, police judiciaire avant d'obtenir un rôle un peu plus conséquent dans la première saison d'American Horror Story. Gagnant rapidement en notoriété, la jeune comédienne joue Zoe DeHaven dans 13 épisodes de Parenthood, qui suit le quotidien des Braverman, une famille du Middle West. Après avoir campé un personnage secondaire dans Divergente 2: L'insurrection, elle est choisie pour se glisser dans la peau de l'un des personnages principaux de Le labyrinthe: La terre brûlée, suite du Labyrinthe. Compte tenu du succès du blockbuster (311 millions de dollars de recettes mondiales), une suite voit le jour, Le Labyrinthe : Le Remède mortel, dans laquelle elle est à nouveau de la partie. 

Début 2018, Rosa Salazar est à l'affiche de Bird Box, un thriller post-apocalyptique réalisé par Susanne Bier et emmené par Sandra Bullock. Diffusé sur Netflix, le long métrage est un succès considérable. Cette même année, la comédienne est au centre de toutes les attentions grâce à Alita: Battle Angel. Dans ce film de SF adapté d'un manga culte, "Gunnm", Rosa se glisse dans la peau du rôle-titre, une jeune cyborg aux yeux globuleux, véritable machine à tuer mais dotée d'une grande sensibilité. Le blockbuster à 200 millions de dollars est un projet que James Cameron a en tête depuis de nombreuses années. Mais le réalisateur a préféré confier la mise en scène du long métrage à Robert Rodriguez pour mieux se consacrer aux suites d'Avatar (il officie toutefois en tant que producteur sur Alita). Pour ce rôle exigeant, Rosa Salazar s'est entraînée aux arts martiaux pendant plusieurs mois et ce à raison de 2 heures par jours 5 jours sur 7.