Yvonne Jaqueline Strzechowski se narodila 30. července 1982 v australském Werrington Downs, předměstí Sydney. Její rodiče, Piotr a Bożena Strzechowští, jsou polští imigranti, kteří se do Austrálie přestěhovali z Varšavy. Yvonne vyrůstala v polsky mluvící domácnosti a plynně ovládá polštinu, což je dovednost, kterou občas využívá i ve svých rolích. Od útlého věku projevovala zájem o herectví. Navštěvovala Santa Sabina College v Strathfieldu, kde se aktivně zapojovala do školních divadelních představení. Po střední škole pokračovala ve studiu na University of Western Sydney’s Nepean Arts Centre, kde v roce 2003 získala titul Bachelor of Arts v oboru herectví. Během studií a krátce po nich se objevila v několika australských divadelních produkcích, například v Shakespearově hře „Dvanáctá noc“ jako Viola nebo v „Metamorphosis“.
Své první televizní role získala v Austrálii, kde se objevila v epizodách seriálů jako „Double the Fist“ (2004) a „headLand“ (2005–2006). Její ambice ji však vedly za hranice Austrálie. Po absolvování několika konkurzů v Los Angeles se jí v roce 2007 naskytla životní příležitost. Změnila si své příjmení Strzechowski na snadněji vyslovitelné Strahovski na žádost producentů, aby se vyhnuli problémům s výslovností. Získala hlavní ženskou roli agentky CIA Sarah Walker v americkém akčním komediálním seriálu „Chuck“. Původně byla vybrána pro jinou roli, ale producenti byli natolik ohromeni jejím výkonem, že ji obsadili do role Sarah. Seriál se stal obrovským hitem a vysílal se pět sezón, od roku 2007 do 2012. Role Sarah Walker vyžadovala od Yvonne kombinaci fyzických dovedností, komediálního talentu a schopnosti ztvárnit složité emoce, což jí přineslo mezinárodní uznání a velkou fanouškovskou základnu.
Během natáčení seriálu „Chuck“ a po jeho skončení Yvonne rozšířila své herecké portfolio o filmové role a další televizní projekty. V roce 2010 si zahrála v australské romantické komedii „I Love You Too“. Následovala role ve akčním filmu „Elitní zabijáci“ (Killer Elite) z roku 2011, kde si zahrála po boku Jasona Stathama, Clivea Owena a Roberta De Nira. V roce 2012 propůjčila svůj hlas postavě Mirandy Lawson v úspěšné videohře „Mass Effect 3“, za což získala ocenění „Best Performance by a Human Female“ na Video Game Awards. Její další významnou televizní rolí byla postava Hannah McKay v sedmé a osmé sezóně kriticky uznávaného dramatického seriálu „Dexter“ (2012–2013). Za tuto roli získala uznání kritiků za schopnost ztvárnit komplexní a morálně nejednoznačnou postavu.
V roce 2012 se Yvonne Strahovski poprvé představila na Broadwayi v revivalu hry „Golden Boy“. Její výkon v roli Lorny Moon jí vynesl kladné recenze a nominaci na cenu Theatre World Award. Pokračovala v práci na filmech, včetně hororového snímku „Já, Frankenstein“ (I, Frankenstein) z roku 2014 a thrilleru „Město Manhattan“ (Manhattan Night) z roku 2016, kde si zahrála s Adrianem Brodym. V roce 2017 získala jednu z nejvýznamnějších rolí své kariéry – Serenu Joy Waterford v dystopickém dramatickém seriálu „Příběh služebnice“ (The Handmaid’s Tale), založeném na románu Margaret Atwoodové. Její ztvárnění Sereny Joy, složité a často rozporuplné postavy, jí přineslo široké uznání kritiků, včetně nominací na Cenu Emmy za vynikající herečku ve vedlejší roli v dramatickém seriálu (2018) a Zlatý glóbus za nejlepší herečku ve vedlejší roli v seriálu, minisérii nebo televizním filmu (2019). Její výkon v seriálu se stal jedním z pilířů jeho úspěchu a ukázal její dramatický rozsah.
Kromě své herecké kariéry si Yvonne Strahovski udržuje soukromý život. V roce 2017 se vdala za herce a producenta Tima Lodenena, se kterým chodila šest let. Mají spolu tři syny: Williama, narozeného v říjnu 2018, Jana, narozeného v prosinci 2021, a třetího syna, který se narodil v prosinci 2023. Yvonne je známá svou láskou ke zvířatům a podporuje organizace na ochranu zvířat. Je také nadšenkyní do fitness a často sdílí detaily ze svého tréninku. Po úspěchu „Příběhu služebnice“ se objevila v několika dalších projektech. V roce 2020 hrála v australském dramatickém seriálu „Stateless“, za který získala další uznání. V roce 2021 si zahrála v akčním sci-fi filmu „Válka zítřka“ (The Tomorrow War) po boku Chrise Pratta. V roce 2023 propůjčila svůj hlas postavě Vicky v animovaném seriálu „Koala Man“, což ukazuje její pokračující všestrannost a aktivitu v hereckém oboru.