Thora Birch è approdata al grande schermo con il suo ruolo di debutto nel film “L'amico venuto dallo spazio” (1988) e ha partecipato a una serie di film come attrice bambina tra cui “Giochi di potere” (1992), “Hocus Pocus” (1993) e “Il mio amico zampalesta” (1994). Ha recitato in “American Beauty” (1999) e ha proseguito apparendo in “Dungeons and Dragons” (2000), “The Hole” (2001) e “Ghost World” (2001). Birch è apparsa in “Affairs of State” (2018), “The Last Black Man in San Francisco” (2019) e “Above Suspicion” (2019), dopo aver recitato pochi ruoli durante gli anni 2010. È apparsa nei film “13 Minutes” (2021) della regista Lindsay Gossling e “La cronologia dell’acqua” (2025), il debutto registico di Kristen Stewart. Birch ha recitato nei panni di Liz Murray nel film della Lifetime “Abbandonata dal destino” (2003), un ruolo per il quale è stata nominata per un Emmy. Ha proseguito recitando nella serie di successo della AMC “The Walking Dead” (2019–2020). Ha fatto il suo debutto alla regia con il film per la TV “The Gabby Petito Story” (2022).