Isabella Rossellini Párizsban és Rómában nőtt fel. 19 éves korában New Yorkba költözött, ahol fordítóként és újságíróként dolgozott a RAI olasz televíziónál. Viszonylag későn, 28 évesen kezdett modellkarrierbe, majd számos magazin címlapján szerepelt, mint például a Vogue, az Elle, a Harper’s Bazaar és a Vanity Fair. Stílusikon volt, 1982-től 14 éven át a Lancôme kizárólagos arcaként működött. Negyvenéves volt, amikor úgy döntöttek, hogy túl idős ahhoz, hogy a szépségiparban dolgozzon, ezért nem hosszabbították meg a szerződését. Isabella ekkor indította el saját kozmetikai márkáját, a Manifestót, 2016-ban pedig a Lancôme ismét felvette, azzal a konkrét szándékkal, hogy ezzel is segítse az öregedés és az időskor iránti elfogadást.
Isabella Rossellini 1979-ben debütált színésznőként a Taviani testvérek Die Wiese című filmjében, és azóta számos más alkotásban is szerepelt, többek között a Kék bársony, a Halálbalett, a Roger, a csábítás szakértője, a Félelem nélkül, az Olasz módra című filmekben. Számos rendezővel dolgozott együtt, mint például Robert Zemeckis, David O. Russell, David Lynch, Robert Wilson, Taylor Hackford, Marjane Satrapi és Guy Maddin. Sikeres televíziós színésznőként és filmrendezőként is, aki intenzíven érdeklődik az állatok és a vadon élő állatok védelme iránt. Számos rövidfilmjét díjazták, amelyekben komikusan, mégis tudományosan éleslátóan mutatja be az állatok viselkedését. Három különböző kontinens (Amerika, Európa és Ausztrália) több mint 50 városában turnézott színházi monológjaival.
Isabella a New York-i Hunter College-ban szerzett mesterfokozatot az állatok viselkedéséről és megmentéséről, majd az UQAM (Québeci Egyetem, Montreal) Tudományos Karán szerzett PhD Honoris Causa fokozatot. Legutóbbi munkái közé tartozik a Julia Child életén alapuló Julia sorozat, a Darwin mosolya című színházi monológ, a Marcel, the shell with shoes on animációs film és a La Chimera Josh O' Connor főszereplésével.
Isabella Rossellini sokat foglalkozik családja rendkívüli filmes örökségének megőrzésével is, beleértve az édesapja, Roberto Rossellini által rendezett filmeket, és azokat, amelyek édesanyját, Ingrid Bergmant is megörökítik. Egy biofarmot is üzemeltet Brookhavenben, Mama Farm néven.
Kiemelkedő munkájáért Isabella Rossellini különleges elismerésben részesült a Berlinalén, megkapta a 2020-as Stockholmi Filmfesztivál életműdíját és az olasz nemzeti filmdíjat is 2023-ban. Isabella Rossellini tiszteletbeli vendége lesz a 37. Európai Filmdíj-átadó ünnepségnek december 7-én Luzernben, ahol a saját elismerését is átveszi majd.