Genevieve O'Reilly s-a născut la data de 06.01.1977, la Dublin, Irlanda. A crescut în Adelaide, Australia. Este cea mai mare dintre cei patru frați. La vârsta de douăzeci de ani, O'Reilly s-a mutat la Sydney pentru a urma Institutul Național de Artă Dramatică din Australia, absolvit în 2000, cu diplomă în Artele spectacolului (actorie). În 2005 s-a mutat în Marea Britanie împreună cu soțul ei, Luke Mulvihill, și locuiesc la Londra. Ea este actriță cunoscută pentru roluri ca Mon Mothma, din Star Wars: Revenge of the Sith și Rogue One, ca Moira în Overwatch. La televiziune, prima apariție a lui O'Reilly a fost în 2001 în serialul canadian BeastMaster, ca invitat în „Slayer's Return”. În anul următor, O'Reilly a apărut în Young Lions, în rolul Kimberly Oswald din episodul „Asylum Seekers”. O'Reilly a apărut apoi în All Saints, din 2002 până în 2005, în rolul Leanne Curtis. Din 2011 până în 2014, ea a apărut în seria Episodes ca personaj recurent alături de Matt LeBlanc. Mai târziu, în 2014, ea a jucat în mini-seria de televiziune The Honorable Woman în rolul lui Frances Pirsig, în șase episoade. În anul următor, 2015, O'Reilly a jucat în serialul de televiziune Banished, rolul Mary Johnson. Pe lângă aparițiile sale în televiziune, O'Reilly este cunoscută și pentru cariera ei în filme, ca de exemplu: Avatar -2004, în care a interpretat-o pe Dash MacKenzie; drama de epocă The Young Victoria -2009, în care a jucat-o pe Lady Flora Hastings; Forget Me Not -2010, unde a fost Eve. În 2016, O'Reilly a apărut în rolul Mamei lui Tarzan din Legenda lui Tarzan. Ea a fost aleasă ca rezervă în producția regizorului Gale Edwards, The White Devil, la o săptămână după ce a absolvit școala de teatru. A jucat și în producții de teatru: The Way of the World a lui Edwards Sydney Theatre Company, The Weir de Conor McPherson, la Gate Theatre, Dublin, și Richard II la Old Vic, Helena, soția împăratului Julian, în producția din 2011, Împărat și Galilean al lui Ibsen. În iulie 2012, O'Reilly a jucat în The Doctor's Dilemma a lui George Bernard Shaw. În 2015, a interpretat-o pe Kathryn în Splendor de Abi Morgan la Donmar Warehouse, în 2017, pe Mary Carney în The Ferryman, mai întâi la Royal Court Theatre și mai târziu la Gielgud Theatre din West End of London. O'Reilly a apărut în mai multe producții filmate în Australia, inclusiv în ambele producții The Matrix. După ce s-a mutat în Marea Britanie, actrița a jucat în mini-seria politică The State Within, a fost Prințesa Diana în docudrama de televiziune din 2007, Diana: Last Days of a Princess și a primit rolul principal în The Time of Your Life. Ea a interpretat rolul ofițerului de legătură CIA Sarah Caulfield în seria a opta a dramei Spooks. O'Reilly a jucat și personajul Michelle Beadley în remake-ul filmului The Day of the Triffids, difuzat în decembrie 2009. Ea a apărut în toate cele 3 sezoane ale comediei Showtime Episodes din 2011 până în 2014, jucând pe Jamie Lapidus, soția oarbă a unui director de televiziune, Merc Lapidus. În iunie 2013, O'Reilly a apărut în episodul pilot al dramei Crossing Lines, în rolul detectivului și specialistului în interogatorii, Sienna Pride, atașat echipei ICC de la Scotland Yard din Marea Britanie. La începutul anului 2015, O'Reilly a jucat în rolul lui Mary Johnson în „Banished” al lui Jimmy McGovern, o dramă de televiziune care se concentrează pe condamnații britanici dintr-o colonie penală australiană. În 2015, ea a jucat rolul doctorului Elishia McKellar, într-o dramă paranormală australiană Glitch, plasată într-un mic oraș fictiv de țară numit Yoorana. Seria 1 cu 6 episoade a câștigat premii majore. Seria a 2-a a fost difuzată spre sfârșitul anului 2017. A jucat împreună cu James Nesbitt în The Secret -2016. În plan personal, ea este căsătorită cu Luke Mulvihill.