ولدت الممثلة البريطانية إميلي كاثلين آن مورتيمر في هامرسميث، لندن، إنجلترا، للكاتب والمحامي السير جون مورتيمر وزوجته الثانية، بينيلوب (ني جولوب). تلقت تعليمها في مدرسة سانت بول للبنات في غرب لندن، وأثناء وجودها بدأت التمثيل. انتقلت مورتيمر من المدرسة إلى كلية لينكولن، جامعة أكسفورد، حيث درست الأدب الإنجليزي والروسي، وأمضت فصلين دراسيين في مدرسة الدراما بمسرح موسكو للفنون، حيث درست التمثيل.أثناء ظهورها في إنتاج طلابي بجامعة أكسفورد، تم رصد مورتيمر من قبل منتج تلفزيوني الذي اختارها في فيلم مقتبس عن رواية كاثرين كوكسون The Glass Virgin (1995). ظهرت لأول مرة في فيلمها الطويل عام 1996 إلى جانب فال كيلمر في فيلم The Ghost and the Darkness (1996). تبعت الأدوار في مشاريع مختلفة، بما في ذلك إليزابيث (1998)، وLove's Labour's Lost (2000)، وMatch Point (2005)، وLars and the Real Girl (2007)، وShutter Island (2010)، وHugo (2011).أثناء تصوير فيلم Love's Labour's Lost (2000)، التقت مورتيمر بزوجها أليساندرو نيفولا. للزوجين طفلان، سام نيفولا وماي نيفولا.