Morena Baccarin ist die Tochter der brasilianischen Theater- und Fernsehschauspielerin Vera Setta und des brasilianischen TV-Nachrichtenredakteurs Fernando Baccarin. Im Alter von zehn Jahren zog Baccarin mit ihrer Familie in denNew Yorker StadtteilGreenwich Village. Dort schrieb sie sich an derFiorello H. LaGuardia High School of Music & Art and Performing Arts ein und wurde zusammen mitWes Bentley in das Theaterprogramm derJuilliard School aufgenommen, wo sie diverse Auftritte hatte.
Ihren ersten Filmauftritt hatte sie 2001 in der KomödiePerfume, gefolgt von einer Hauptrolle inWay off Broadway (2001), für die sie auf demWine Country Film Festival als beste Schauspielerin ausgezeichnet wurde. Kurz vor ihrem Umzug nachLos Angeles übernahm sie die Zweitbesetzung für die vonNatalie Portman gespielte Rolle als Nina Michailowna Sarjetschnaja in der TheaterproduktionDie Möwe (The Seagull, Delacorte Theater) sowie eine Nebenrolle imIndependent-FilmSex für Anfänger.
Baccarin übernahm 2006 in der zehnten Staffel der FernsehserieStargate – Kommando SG-1 die Rolle der erwachsenen Adria, einer religiösen Führerin mit übernatürlichen Fähigkeiten, und verkörperte damit das erste Mal eine „bösen“ Figur. Dieselbe Rolle spielte sie auch im auf die Serie folgenden SpielfilmStargate: The Ark of Truth – Die Quelle der Wahrheit. Von 2009 bis 2011 spielte sie die Anführerin der Außerirdischen in der SerieV – Die Besucher, der Neuauflage vonV – Die außerirdischen Besucher kommen. Bereits kurz danach folgte ab Herbst 2011 die Rolle der Jessica Brody in derShowtime-SerieHomeland, die sie bis zu ihrem Ausstieg nach der dritten Staffel verkörperte.[1] In den FilmenDeadpool,Deadpool 2 undDeadpool & Wolverine spielte sie Vanessa Carlisle, die Freundin von Wade Wilson aliasDeadpool.
Baccarin setzt sich fürFlüchtlinge ein. Sie arbeitet mit demInternational Rescue Committee zusammen.[2] Im Januar 2019 schrieb sie einen Artikel imNewsweek-Magazin, um auf die prekäre Lage der Menschen inVenezuela hinzuweisen. Außerdem warnte sie vor einem möglichen starken Anstieg der Flüchtlingszahlen im Zusammenhang mit derpolitischen Lage in Venezuela.[3]
2019 nahm sie mit anderen Künstlern, Anwälten und Flüchtlingen an dem ProjektFlores Exhibits teil. Dabei wurden protokollierte Aussagen von Migranten aus Mittel- und Südamerika vorgelesen.[4]
Ab 2011 war sie mit Austin Chick verheiratet. Im Oktober 2013 brachte Baccarin einen Sohn zur Welt.[5] Chick reichte Mitte 2015 mit der Begründung, es gebe „unüberbrückbare Differenzen“, die Scheidung ein.[6]
Seit 2015 ist sie mit ihrem SchauspielkollegenBenjamin McKenzie liiert, an dessen Seite sie auch für die FernsehserieGotham vor der Kamera stand.[7] Anfang März 2016 wurden die beiden Eltern einer Tochter.[8] Die Hochzeit der beiden fand am 2. Juni 2017 inBrooklyn statt.Im März 2021 gaben sie die Geburt ihres Sohnes bekannt.[9]