Jusqu'en 1990, Isabelle Carré suit plusieurs formations d'art dramatique. On la voit dans des pièces de théâtre. Sa remarquable prestation dans La Femme défendue de Philippe Harel lui vaut une deuxième nomination au césar du Meilleur espoir féminin. 

Depuis, Isabelle Carré enchaîne les rôles, abordant tous les genres cinématographiques avec succès : le film historique avec Les Enfants du siècle, la comédie avec La Bûche... 

L'un de ses plus beaux rôles : celui, bouleversant, de Claire Poussin, jeune femme qui perd progressivement la mémoire dans Se souvenir des belles choses de Zabou Breitman. On la retrouve dans Holy Lola, Entre ses mains et Petites peurs partagées en 2006. La même année, elle est nominée pour le césar de la Meilleure actrice pour Entre ses mains, dans lequel elle donne la réplique à Benoît Poelvoorde. 

Passant d'un rôle à l'autre avec un talent rare, Isabelle Carré est une actrice renommée, dont la présence est souvent gage de qualité.