Hope Davis est née dans la ville d'Englewood, dans l'État du New Jersey. Sa mère Joan, une bibliothécaire scolaire retraitée, avait l'habitude de l'emmener, avec ses frères et soeurs, visiter des musées ou « quoi que ce soit de culturel » tous les dimanches après la messe.
Hope est diplômée de la Tenafly High School de Tenafly, dans le New Jersey. Elle est l'amie d'enfance de Mira Sorvino avec qui elle a écrit et joué des petites pièces de théâtre.
Par la suite, elle étudie les sciences cognitives au Vassar College mais au même moment elle entame une carrière d'actrice avec En route vers Manhattan (The Daytrippers) et Et plus si affinités (Next Stop Wonderland). Ses rôles les plus notables au cinéma sont ceux qui suivent, notamment dans Arlington Road et Monsieur Schmidt (About Schimdt) dans lequel elle joue la fille du personnage de Jack Nicholson. En 2003, elle joue aux côtés de Paul Giamatti dans le film d'Harvey Pekar,
American Splendor, adapté de la BD éponyme.
Hope a joué également au théâtre, dont un rôle majeur dans la pièce Spinning Into Butter en 2000.