Holliday Grainger nació en enero de 1988 en la localidad de Didsbury (Manchester), en Inglaterra. 
Estudió en el
 Parrs Wood Technology College, mientras tomaba clases de baile en la 
The Madeley School Of Dance. Posteriormente comenzó la carrera de Literatura Inglesa en la 
Universidad de Leeds pero, debido a sus compromisos actorales, decidió continuar sus estudios como alumna libre.
Holliday comenzó su carrera actoral con tan sólo 6 años de edad, al participar en cuatro episodios de la serie británica "
All Quiet on the Preston Front", en 1994. En los años sucesivos continuó trabajando en distintas series y películas para televisión hasta que en 2003 obtuvo su primer rol coprotagónico al interpretar a 
Megan Boothe en la famosa telenovela inglesa "
Where the Heart Is". 
Sus créditos continuaron apareciendo en distintas series televisivas como "
Waterloo Road", "
Merlín", "
Demons", "
Above Suspicion 2: The Red Dahlia" o "
Five Daughters". Recientemente 
Grainger ha sido seleccionada para el rol protagónico de 
Lucrezia Borgia en la importante serie histórica de 
Showtime Television, "
The Borgias".
También en los últimos años ha comenzado su carrera cinematográfica, debutando en el drama "
Awaydays" (2009), en donde tuvo el rol de soporte de 
Molly; y protagonizando en thriller "
The Scouting Book for Boys" (2009). 
En el último año, 
Holliday ha trabajado en la última producción británica de la clásica novela "
Jane Eyre", interpretando a 
Diana River, junto an un elenco encabezado por 
Mia Wasikowska, 
Michael Fassbender y 
Jamie Bell. También ha completado la filmación de "
Bel Ami" un drama protagonizdo por 
Robert Pattinson, 
Uma Thurman y 
Christina Ricci.