argot Robbie wuchs in ihrer Geburtsstadt Gold Coast auf, wo sie zuerst bei ihrer allein lebenden Mutter aufgezogen wurde. Später verbrachte Robbie die meiste Zeit mit ihren drei Geschwistern auf dem Anwesen ihrer Großeltern. Nach ihrem Schulabschluss im Jahr 2007 begann sie ihre Schauspielkarriere in Melbourne.
Zwischen 2008 und 2011 spielte Robbie die Rolle der Donna Freedman in der australischen Seifenoper Nachbarn. In dieser Zeit erlangte sie in Australien große Prominenz und war mehrmals für einen Logie Award nominiert. Sie verließ Australien danach, um in den Vereinigten Staaten zu arbeiten. Von 2011 bis 2012 übernahm sie die Hauptrolle der Laura Cameron in der kurzlebigen Fernsehserie Pan Am. Im Anschluss erhielt sie Rollen in Kinofilmen, darunter in den beiden 2013 veröffentlichten Kinofilmen Alles eine Frage der Zeit und The Wolf of Wall Street. In dem im Jahr 2015 veröffentlichten Kinofilm The Big Short spielte sie sich selbst in einer Szene, in der sie dem Publikum einen Aspekt der Finanzkrise ab 2007 erklärt.
In der Tarzan-Verfilmung Legend of Tarzan war sie 2016 als Jane Porter zu sehen. 2016 erschien auch die Comicverfilmung Suicide Squad, in der Robbie die Rolle der Harley Quinn übernahm. 2017 war sie in der Rolle der Eiskunstläuferin Tonya Harding zu sehen. Für ihre Darstellung wurde sie unter anderem für einen Oscar und einen Golden Globe Award, jeweils in der Kategorie Beste Hauptdarstellerin, nominiert. In dem Geschichtsdrama Maria Stuart, Königin von Schottland spielt sie die englische Königin Elizabeth I, während Saoirse Ronan ihre Gegenspielerin Maria Stuart verkörpert. 2019 war sie in Quentin Tarantinos Once Upon a Time in Hollywood in der Rolle der Sharon Tate zu sehen. Ebenfalls 2019 verkörperte sie Kayla Pospisil im Filmdrama Bombshell, wofür sie erneut eine Nominierung für einen Golden Globe Award, diesmal als Beste Nebendarstellerin, erhielt.
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