Cara Delevingne começou sua carreira de modelo muito jovem depois de ser flagrada em sua escola pela mãe de sua melhor amiga, diretora de uma agência de modelos. A partir dos 18 anos, a jovem tornou-se o rosto da prestigiada marca Burberry e desfilou com outras grandes marcas como Dolce & Gabbana, Yves Saint Laurent ou Chanel.

O cinema começou a olhar para o lado dessa jovem rebelde e misteriosa e a supermodelo deu seus primeiros passos na telona em 2012 ao interpretar a princesa Sorokina em Anna Karenina de Joe Wright ao lado de Keira Knightley e Jude Law.

Fazendo muito sucesso em sua atuação a atriz foi para outra produção: Pan. A adaptação faz uma releitura das famosas aventuras de Peter Pan ao lado de Capitão Gancho (Hugh Jackman). A atriz também participou da adaptação do romance de John Green, Cidades de Papel (2015).

David Ayer ficou de olho nela para interpretar a Magia em Esquadrão Suicida (2016). Luc Besson então lhe oferece o papel principal em Valerian e a Cidade dos Mil Planetas (2017), adaptação da história em quadrinhos de mesmo nome, também com Dane DeHaan e Clive Owen no elenco. 

A nativa de Londres segue com o filme Amor e Tulipas, depois estrela como um dos dois personagens principais (ao lado de Orlando Bloom) em Carnival Row, uma série Prime Video. No início de 2020, ela entra na pele de uma jovem que descobre que tem apenas um ano para viver na comovente Vida em um Ano.

Em 2022, a atriz integra o elenco da seunda temporada de Only Murders in the Building, ao lado de Selena Gomes, Steve Martin e Martin Short.