Chodila na střední školu Badminton School v Bristolu, poté Rosamund Pike vystudovala anglickou literaturu ve Wadhamově koleji Oxfordské univerzity.
V době studií se Rosamund Pike objevila v britských televizní seriálech, jako jsou Takové anglické manželství, Manželky a dcery nebo Love in a Cold Climate. Posléze si zahrála ve filmech Pýcha a předsudek (2005), Náhradníci (2008), Škola života (2009), Johnny English se vrací (2011), Hněv titánů (2012) či U konce světa (2013).
Za roli Amy Dunne v psychologickém thrilleru Zmizelá (Gone Girl) z roku 2014 byla Rosamund Pike nominovaná na Oscara, Zlatý glóbus a ceny SAG a BAFTA.
Zlatý glóbus Rosamund Pike dostala díky roli v krimi dramatu Jako v bavlnce (2020). Jednu z ústředních postav ztvárnila v dobrodružném fantasy seriálu Kolo času (The Wheel of Time), jehož druhá série měla premiéru v září 2023.
Na divadelních prknech si Rosamund Pike vysloužila uznání za své výkony v mnoha divadelních hrách. Jmenujme např. Hitchcock Blonde v londýnském West Endu.
Rosamund Pike hraje na violoncello a plynně hovoří německy a francouzsky.
V roce se 2009 se partnerem Rosamund Pike stal podnikatel Robie Uniacke.