Filho de atores (Will Keen e Maria Fernandez Ache), Dafne Keen se familiarizou com os sets de filmagem muito cedo. A jovem bilíngue inglês-espanhol começou trabalhando ao lado de seu pai na série The Refugee (2014 - 2015).

Dafne Keen opta por continuar nessa carreira e é então escolhida para entrar na pele de Laura Kinney/X-23 em Logan, com Hugh Jackman interpretando o "final" de seu perosnagem Wolverine. Esse papel físico permite que use suas habilidades na ginástica acrobática.

Ela então interpreta a corajosa e inteligente Lyra Belacqua, personagem principal da fantástica série de aventuras His Dark Materials, que já está com suas três temporadas terminadas. 

Do lado do cinema, a jovem atriz atuao ao lado de Andy Garcia em Ana (2020). O filme teve críticas mistas, embora o desempenho de Keen tenha recebido elogios.

Em novembro de 2022, a atriz foi confirmada no elenco da nova série original do Disney+ inpirada no universo de Star Wars, The Acolyte, ao lado de Lee Jung-jae, Amanda Stenberg, Manny Jacinto e entre outros.