Brittany Robertson hat sechs Geschwister und wuchs in Greenville, South Carolina auf. Eine ihrer ersten Rollen hatte sie in der Fernsehserie Sheena – Königin des Dschungels als kleine Sheena. Es folgten Auftritte in den Filmen Dan - Mitten im Leben! als Cara Burns, in Swingtown als Samantha und in The Tenth Circle als Trixie Stone. Zudem hatte sie Gastauftritte in den Serien CSI: Vegas, Law & Order: Special Victims Unit und Criminal Intent - Verbrechen im Visier.

2009 spielte Robertson an der Seite von Naomi Watts, Samuel L. Jackson und David Morse in dem Drama Mütter und Töchter. Von 2010 bis 2011 spielte sie den Hauptcharakter Lux in der The-CW-Serie Life Unexpected – Plötzlich Familie. Noch im selben Jahr erhielt sie die Hauptrolle der Cassie Blake in der ebenfalls von The CW ausgestrahlten Serie The Secret Circle, welche aber bereits nach einer Staffel wieder eingestellt wurde. Von 2013 bis 2014 war sie in der von CBS ausgestrahlten Serie Under the Dome zu sehen. Ihr letzter Auftritt war in der zweiten Staffelpremiere.

Im Mai 2015 wird sie an der Seite von George Clooney die Rolle der Casey Newton im Science-Fiction-Film Tomorrowland spielen.

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