Скарлетт Йоханссон родилась 22 ноября 1984 года в Нью-Йорке. Её отец — выходец из Дании, мать происходит из семьи американских евреев. Бабушка Скарлетт по отцовской линии — писательница, сценарист и режиссёр Айнер Йоханссон (1922—2001). Старшая сестра Скарлетт, Ванесса — также актриса. У Скарлетт есть старший брат Эдриан, брат-близнец Хантер и сводный брат Кристиан.
После развода родителей Скарлетт жила на два города — Нью-Йорк и Лос-Анджелес. В Нью-Йорке она с самого детства посещала актёрскую школу Ли Страсберга, однако актёрскую карьеру Скарлетт начала в Лос-Анджелесе: в 1992 году она сыграла вместе с Итаном Хоуком во внебродвейской постановке «Софистика».
В кино Скарлетт Йоханссон дебютировала в 1994 году, сыграв в фильме «Норт» вместе с юным Элайджей Вудом.
Настоящую широкую известность актриса получила после того, как снялась в картине Софии Копполы «Трудности перевода» (2003). Эта роль принесла Йоханссон признание, а также премию BAFTA и номинацию на «Золотой глобус». В том же году у Йоханссон выходит фильм «Девушка с жемчужной серёжкой», за роль в котором актриса получила свою вторую номинацию на «Золотой глобус». Третью номинацию на эту премию актриса получила в 2004 году за роль в малобюджетном фильме «Любовная лихорадка».
В 2005 вышли две заметные работы актрисы — крупнобюджетный фантастический боевик Майкла Бэя «Остров», потерпевший неудачу в прокате, и драма Вуди Аллена «Матч пойнт», принёсшая Скарлетт четвёртую номинацию на «Золотой глобус», а также известность новой музы Вуди Аллена, с которым актриса создала ещё два проекта «Сенсация» (2006) и «Вики Кристина Барселона» (2008).
В 2008 году Йоханссон дебютировала как вокалистка в своём первом альбоме "Anywhere I Lay My Head", включившим в себя кавер-версии на песни Тома Уэйтса.
