Hija de: Francis Ford Coppola.
En 1999, a los 28 años, sorprendió con Las Vírgenes Suicidas, adaptación del libro de Jeffrey Eugenides. El filme tuvo su estreno en el Festival de Cine de Cannes, encuentro en el que la realizadora también presentó en años posteriores Marie Antoinette (2006), Ladrones de la Fama (2013) y El Seductor (2017). Por este último, se convirtió en la segunda mujer que ganó el premio a Mejor Dirección en el festival. Sin embargo, su filme más celebrado es Perdidos en Tokio (2004), con el que ganó el Óscar a Mejor Guion Original, además de ser nominada a Mejor Dirección y Película.