En 1995, elle a chanté dans la première production par le Metropolitan Opera de "La dame de pique" de Tchaikovski, sous la direction d'Elijah Moshinsky.
L'année suivante elle a chanté dans la nouvelle production par Franco Zeffirelli de "Carmen" et dans celle de Tim Alberty du Songe d'une nuit d'été de Benjamin Britten.
Pendant ses années au Met, elle a souvent chanté plusieurs opéras la même semaine, dont La bohème, Turandot, Pagliacci, Hansel et Gretel et Die Meistersinger von Nuremberg.
En 1997, au Carnegie Hall, elle a rejoint le Metropolitan Opera Chorus and Orchestra pour une présentation de "La damnation de Faust" de Berlioz dans une mise en scène de James Levine.
Côté télévision, elle a débuté à 11 ans dans un rôle régulier dans la sérei américaine à succès As the world turns. Elle a ensuite été la guest star de New York District et de The Practice, Donnell & Associés.
Elle a incarné Audrey Hepburn adolescente dans le téléfilm The Audrey Hepburn Story.
En janvier 2000, a 13 ans, elle a tenu son premier rôle au cinéma dans le film Songcatcher, réalisé par Maggie Greenwald. Le film a obtenu le Grand Prix du Jury de la meilleure interprétation d'ensemble au Festival de Sundance et elle a reçu l'Independent Spirit Award de la meilleure jeune actrice. Elle y chantait une ballade irlandaise.
Après avoir vu un montage préliminaire du film, Dolly Parton a écrit un duo mère-fille qu'elle a enregistré avec Emmy Rossum. Ce duo When love is new, figure sur l'album de la musique du film.
En 2000, Variéty a classé Emmy Rossum 10 to watch.
Elle a joué depuis dans Le jour d'après de Roland Emmerich et dans Mystic River de Clint Eastwood avec Sean Penn et Tim Robbins.
Elle a fait ses études à la Spence School jusqu'en 1996. Elle a alors fait ses études à domicile et a suivi les programmes de l'Education Program for Gifted Youth de la Stanford University et du Center for Talent Development de la Northwestern University. Elle suit éctuellement les cours universitaires de la Columbia University.
Le 12 janvier 2005 elle est à l'affiche de Le fantôme de l'opéra et joue le rôle de Christine Daaé dans le sublime film adapté de l'oeuvre de Gaston Leroux ici réalisée par Michael Schumacher.
Nous la retrouvons le 14 juin 2006 à l'affiche de Poseidon de Wolfgang Petersen.
En 2009 elle obtient le rôle de Bulma dans le film Dragon Ball, de James Wong
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