Родилась в Гётеборге в семье актрисы Марии Викандер и врача-психиатра Сванте Викандера. Снималась на телевидении (с 2001), выступала в мюзиклах на сцене Гётеборгской оперы, училась в Королевской балетной школе Швеции (2004—2007).
В 2007 дебютировала в кино. За роль в фильме «Чистота» 2010 года получила премию «Золотой жук» за лучшую женскую роль. Исполнила роль королевы Каролины в фильме «Королевский роман» и Кити в новой экранизации романа «Анна Каренина» (2012).
В 2013 году была номинирована на премию BAFTA «Восходящая звезда» .
В 2015 году исполнила роль английской писательницы Веры Бриттен в фильме «Воспоминания о будущем» . Снялась в независимом научно-фантастическом фильме «Из машины» , за который получила номинацию на «Золотой глобус» . Исполнила главную роль в фильме «Девушка из Дании» режиссёра Тома Хупера, где сыграла художницу Герду Вегенер (за эту роль получила премии «SAG Awards» и «Оскар» за лучшую женскую роль второго плана).
В 2017 году снялась в главной женской роли в костюмной драме Джастина Чадвика «Тюльпанная лихорадка» .