Nata a Bologna, è figlia di Luca Magnani, a sua volta figlio naturale di Anna Magnani e Massimo Serato, mentre sua madre è Gigliola Faenza, attrice e sorella del regista Roberto. Ha iniziato la sua carriera in teatro. Nel 1997 partecipa al film Marianna Ucrìa, regia di Roberto Faenza; nel 2004 è coprotagonista del film di Paolo Sorrentino, Le conseguenze dell'amore. Per la sua interpretazione in questo film ha vinto nel 2005 il Globo d'oro alla miglior attrice rivelazione.