Sydney-ben látta meg a napvilágot háromgyerekes családban. Már kiskorában kiderült, hogy van tehetsége a színjátszáshoz: tizenegy évesen olyan hitelesen szimulálta a vakbélgyulladást, hogy – jóllehet a vizsgálatok semmit sem mutattak ki – az orvosok megműtötték, és kivették a vakbelét. Első szerepét a Godspell című musicalben alakította még tinédzserkorában, és tizenhat évesen szülei jóváhagyásával otthagyta a középiskolát, hogy beiratkozzon az ország legnevesebb drámaiskolájába.
A televízióban 1988-ban debütált a Blah Blah Blah című vígjátékban, ezt követte 1990-ben egy epizódszerep az A Country Practice című sorozatban.
Egy évre rá, 1991-ben Anthony Hopkins és Russell Crowe oldalán játszott a Mokaszin című filmben, amelyért az Ausztrál Filmintézet legjobb női mellékszereplő díjára is jelölték. Csatlakozott a Sydney Theatre Company társulatához, ahol többek között Cordeliát alakította a Lear királyban, illetve Szonyát Anton Csehov Ványa bácsijában, utóbbi megformálásáért elnyerte a legjobb új tehetségnek járó színházi díjat.
Első valódi főszerepét az 1994-es Muriel esküvője című filmben játszotta, a szerep kedvéért 18 kilót hízott hét hét alatt. Jutalma az Ausztrál Filmintézet és az Ausztrál Filmkritikusok díja, valamint Golden Globe-jelölés lett. Első hollywoodi munkája az 1996-ban bemutatott Julie DeMarco című filmben Cynthia megformálása volt, ezt követően egymást érték a felkérések, számos kisebb szerepben tűnt fel a vásznon. A Diana és én című 1997-es film főszereplőjeként Diana hercegnőt alakította.
A kilencvenes évek egyik kultfilmjében, a Hatodik érzékben Bruce Willis oldalán játszott, az édesanya megformálásáért a legjobb női mellékszereplő Oscar-díjára is jelölték. A kétezres évek elején felváltva kapott kisebb-nagyobb szerepeket, játszott Az órákban (2002), Hugh Grant oldalán a Nick Hornby regényéből készült Egy fiúról című 2002-es filmben, 2005-ben Cameron Diaz nővérét alakította az Egy cipőben című vígjátékban, 2006-ban ő volt az anya a két Oscar-díjat is elnyerő A család kicsi kincse című alkotásban.
Főszerepet kapott a 2009-től 2011-ig futó Tara alteregói című tévésorozatban, alakítását Golden Globe- és Emmy-díjjal is jutalmazták. Egy évvel később, 2012-ben ismét Anthony Hopkinsszal játszott együtt a Hitchcock című hollywoodi szuperprodukcióban. Tizennégy év után, 2014-ben visszatért a Broadwayre,Jennifer Jones szerepében Will Eno The Realistic Joneses című darabjában, partnerei Marisa Tomei, Tracy Letts és Michael C. Hall voltak.
Később olyan filmekben tűnt fel, mint a Tammy (2014), a Hector a boldogság nyomában (2014), a Madame (2017), az Anyák elszabadulva (2017), a Világot látok (2017) vagy az xXx: Újra akcióban. Bár vonakodott elfogadni a 2018-as Örökség című horror főszerepét, saját bevallása szerint élete egyik legnehezebb alakítását több kritikus dicsérte, és számos díjat zsebelhetett be. A következő évben Grace Rasmussen nyomozónő szerepében tűnt fel a Netflix Hihetetlen című minisorozatában, alakításáért Golden Globe- és Primetime Emmy-díjra is jelölték, a legjobb női mellékszereplőnek járó Critics’ Choice Television Awardot el is nyerte.
Ezt követően olyan filmekben szerepelt, mint a 2019-es Tőrbe ejtve című krimi, a 2020-as A befejezésen gondolkozom című thriller, A potyautas című sci-fi vagy a Guillermo del Toro által rendezett Rémálmok sikátora. Idén az Azt hittem ismerlek és Az utolsó lépcsőfok című sorozatokban láthatták a nézők.
A színészet mellett énekléssel is foglalkozik, saját együttese is van Toni Collette and The Finish néven, első albuma 2006-ban jelent meg Beautiful Awkward Pictures címmel. A pályafutása elején lámpaláza miatt bulimiával és pánikrohamokkal küszködő színésznő 2003-ban ment férjhez egy zenészhez, két gyermeküket Sydney-ben nevelik.
Fotó: Toni Collette a Rémálmok sikátora című filmben. Fotó: Fox Searchlight Pictures – Doubl/Collection ChristopheL via AFP