Judy va via di casa al termine degli studi presso una scuola religiosa, per cantare in un gruppo rock, in tournée in Giappone e Taiwan. Dopo 3 mesi di tour torna in Australia per frequentare il Western Australia Institute of Technology e, successivamente, la Scuola d'Arte Drammatica Nazionale: i suoi compagni di corso sono Mel Gibson, con il quale interpreta "Romeo e Giulietta" in una produzione scolastica, e Colin Friels. Debutta sul grande schermo nel 1977 con "High Rolling", ma è l'anno seguente con "La mia brillante carriera" di Gillian Armstrong che Judy Davis attira l'attenzione, ottenendo riconoscimenti in Australia e Gran Bretagna. Nel 1984 la sua interpretazione della timida e repressa Adela Quested in "Passaggio in India" di David Lean le vale una nomination agli Oscar come attrice protagonista.
Ottiene una seconda nomination agli Oscar come attrice non protagonista e la nomination nella stessa categoria ai Golden Globe per "Mariti e mogli" di Woody Allen (1992), con il quale lavora successivamente in "Harry a pezzi" (1996) e "Celebrity" (1997). Tra la fine degli anni '90 e gli inizi del 2000 la Davis lavora maggiormente per la televisione, ottenendo varie nominations agli Emmy Awards, gli Oscar televisivi.
Nel 2001 l'attrice è nuovamente protagonista sul grande schermo con "Frankie e Ben - Una coppia a sorpresa" di Susan Seidelman. Prossimamente la vedremo nel cast delle pellicole "The Break Up" (2006) e "Marie Antoinette" (2006).