Хэлли Кейт Айзенберг родилась в еврейской семье выходцев из Украины и Польши. Её мать Эми работала клоуном, а отец Барри был администратором в больнице, позже заняв должность профессора в колледже. Старший брат Хэлли Джесси — тоже актёр, номинант на премию «Оскар» за роль Марка Цукерберга в картине «Социальная сеть» .
В 1998 году Хэлли дебютировала в кино, снявшись в одной из ведущих ролей в картине «Поли» . За эту работу актриса была номинирована на премии «Молодой актёр» и YoungStar Award. Её работа в картине 1999 года «Двухсотлетний человек» также удостоилась номинации на YoungStar Award. Параллельно, Айзенберг снималась в рекламе.
В США она стала известна благодаря рекламе Пепси, за которую в 2000 году удостоилась премии «Молодой актёр» .
В 2000 году актриса появилась в заметной роли в картине «Красивая» , рассказывающей о женщине, мечтающей получить титул «Мисс Америка» , но не имеющей права участвовать в конкурсе, так как у неё есть ребёнок. За этим последовала роль слепоглухой Хелен Келлер в телефильме «Сотворившая чудо» . Обе работы 2000 года были отмечены номинациями на «Молодой актёр» .
В 2001 году Айзенберг дебютировала на Бродвее в пьесе The Women.
В этой постановке актриса играла до 13 июня 2002 года[].
В 2006 году вышел фильм «Как есть жареных червяков» [en], в котором Хэлли перевоплотилась в школьницу-изгоя Эрику. Эта роль принесла ей следующую номинацию на «Молодой актёр» .
В 2010 году актриса появилась в картине «Святые роллеры» [en], где её брат играл ведущую роль.