Ashley Greene est née le 21 février 1987 à Jacksonville en Floride, est la fille de Joe et Michelle Greene, et a un frère, Joe. Tout en suivant ses études au lycée, Ashley Greene commence une petite carrière dans le mannequinat pour une boutique nommée Sutra. Elle décroche son baccalauréat à l'âge de 17 ans et part à Los Angeles pour mener de front ses études à l'institut Lee Srasberg et sa carrière de mannequin. Rapidement, la jeune femme se fait repérer par la Vision NYC Agence et décroche deux contrats : Feng Junk et Stop Staring.

En 2006, la jeune femme décroche son premier rôle et rejoint Jessica Biel et Christina Ricci pour le film Home of the Brave. En 2007, elle est à l'affiche de King of California aux côtés de Michael Douglas. Ashley Greene fait également ses débuts sur le petit écran dans la série télévisée Preuve à l'Appui.

En 2008, tout bascule pour Ashley Greene qui intègre le casting de Twilight. En décrochant le rôle d'Alice Cullen, l'actrice voit sa carrière propulsée sous le feu des projecteurs et apparaît dans tous les épisodes de la saga : Fascination (2008), Tentation (2009), Hésitation (2010) et Révélation (2011).

Ashley Greene est à l'affiche de Warriors en 2009 et décroche le rôle principal de Summer's Blood, un thriller réalisé par Lee Demarbre. En 2010, on la retrouve à l'affiche de The Apparition. En 2011, elle est à l'affiche de Scream 4 et tourne dans l'adaptation américaine du film français LOL.