Morena Silva de Vaz Setta Baccarin lahir pada 2 Juni 1979 di Rio de Janeiro, Brasil. Ibunya adalah Vera Setta, seorang aktris terkenal Brasil, sementara ayahnya, Fernando Baccarin, adalah seorang jurnalis. Pada usia tujuh tahun, keluarganya pindah ke New York City, Amerika Serikat, di mana ia mulai mengejar karier di dunia seni.

Morena belajar di Fiorello H. LaGuardia High School of Music & Art and Performing Arts sebelum melanjutkan ke Juilliard School. Peran terobosannya datang dalam serial fiksi ilmiah Firefly (2002–2003) sebagai Inara Serra. Ia kemudian menjadi dikenal luas berkat perannya sebagai Vanessa dalam film Deadpool (2016) dan sekuelnya.

Selain tampil dalam layar lebar, Morena juga berhasil di dunia televisi dengan peran dalam Gotham (2014–2019) dan Homeland (2011–2013), di mana ia mendapat nominasi Emmy. Karismanya yang kuat dan kemampuan akting yang mendalam menjadikannya salah satu aktris paling dihormati di Hollywood.