위스콘신 밀워키에서 태어난 헤더 그레이엄은 엄격한 카톨릭 집안에서 자랐다. FBI요원이었던 아버지와 학교 선생님이었던 어머니를 따라 이사를 자주 가게 되었고 이런 환경 이 학교에 쉽게 적응하지 못하고 수줍음 많은 소녀로 성장하게 했고 자신의 내성적인 성격을 바꾸기 위해 연기를 시작하기로 결심했다.

고등학교 시절부터 연기를 시작한 헤더 그레이엄은 고등학교를 졸업한 후 로스 엔젤레스로 자리를 옮기면서 1987년부터 주로 TV 드라마에서 단역으로 출연하게 된다. 그녀는 1988년 로 영화 데뷔를 하게 되고, UCLA에 입학해 본격적인 연기 공부를 시작했지만 더 큰 꿈을 이루기 위해 2년 만에 학교를 그만 두었다.

구스 반 산트 감독의 영화에서 반항적인 소녀 역할로 그 해 인디펜던트 스피릿 어워드 후보에 오르며 영화계의 주목을 받기 시작해 인상적인 모습으로 영화계의 아이콘으로 떠올랐다. 장편 영화는 물론 TV와 연극 무대에서도 활동하던 그녀는 로맨틱 코미디 에 출연하며 처음 제작자로서 이름을 올렸고, 최근 프로듀서로까지 활동 영역을 넓히고 있다.