Народилася у Сакраменто в родині хіропрактиків Сільвена і Гізер Десолнерс. Батьки розлучились, коли Брі була дитиною, і вона з матір'ю та сестрою переїхала до Лос-Анджелеса. Навчалась акторській майстерності в American Conservatory Theater у Сан-Франциско. До цього навчалася вдома.
Першою роботою Ларсон були виступи у скетчах на Вечірньому шоу з Джеєм Лено.
Після цього вона пройшла кастинг у телесеріал «Schimmel», що так і не вийшов, через рак Шіммела. Пізніше прослуховувалась для шоу «In Your Dreams» телеканалу The WB і отримала роль Емілі, молодшої дочки героя Боба Сагета. Шоу перейменували в «Raising Dad», транслювали з жовтня 2001 року по травень 2002 та закрили після 22 епізодів.
Ларсон стримано розповідає про своє особисте життя і відмовляється в інтерв'ю відповідати на запитання, які викликають у неї дискомфорт[1][2]. Вона сказала, що боїться бути засудженою за свої недоліки, і що конфіденційність дозволяє їй грати різноманітні ролі, бути нетиповою[3][4]. У 2013 році Ларсон почала зустрічатися з Алексом Грінвальдом, солістом гурту Phantom Planet, вони були заручені з 2016 по 2019 рік[3][5][6][7][8]. Вони жили разом у районі Голлівуд-Гіллз у Лос-Анджелесі[9]. Вона віддала належне Грінвальду за те, що він створив для неї безпечний простір та дозволив ризикувати у своїй роботі[10]. З 2019 року Ларсон була у стосунках з актором і режисером Елайджа Алланом-Бліцем[11]. У 2023 році вона заявила, що незаміжня, вказуючи на те, що вони з Алланом-Бліцем розлучилися[12][13].
Ларсон сказала, що її цікавлять фільми, які ілюструють «людський стан» і які «змушують людей відчувати себе більш схожими з собою [і] рештою світу»[14]. Її приваблюють ролі, які відрізняються від її власної особистості та включають теми соціальної активності[4][15]. Фан Чжун з журналу W визначила тему «сексуальної привабливості, внутрішніх мук і швидкої, грайливої дотепності» у своїх персонажах. Ленні Абрахамсон, який став режисером фільму «Кімната», вважає, що в її майстерності «немає тієї ефектної інтенсивності, яка іноді привертає всю увагу», і сказав, що її «усвідомлення важкого життя» посилює її виступи[16]. Дестін Деніел Креттон, який зняв її у фільмах «Короткий термін 12» і «Скляний замок», високо оцінив її здатність до імпровізації, заявивши: «Я ніколи не знаю, що трапиться, і часто вона не знає, що трапиться»[16].
Ларсон підтримує активну присутність у соціальних мережах і використовує їх як платформу для обміну думками та публікаціями, які вона пише сама[9][14]. У 2020 році вона відкрила власний канал на YouTube[17]. Вона також вела подкаст під назвою «Learning Lots» разом із актрисою Джессі Енніс[12]. «Forbes» включив Ларсон до списку 30 до 30 років у 2016 році, а журнал «People» включив її до щорічного списку краси у 2016 та 2019 роках[18][19][20]. У 2018 році її назвали однією з найкращих американських акторів до 30 років від IndieWire[21]. У 2019 році музей мадам Тюссо в Нью-Йорку відкрив воскову статую Ларсона в ролі капітана Марвел[22]. У тому ж році журнал Time назвав її однією зі 100 найвпливовіших людей світу[23].