Дебора Энн Уолл родилась 7 февраля 1985 года в американском мегаполисе Нью-Йорке, в семье архитектора и учительницы.

Училась Дебора в колледже Пакер, а также в университете Южной Калифорнии, после окончания которого получила степень бакалавра изящных искусств (2007) и получила возможность пройти программу Шекспира в Лондонской Королевской академии драматического искусства.

В том же 2007 году Дебора впервые появилась на телеэкранах, ей досталась эпизодическая роль в сериале «Жизнь как приговор» (2007-2009).

В 2008 году Дебора Энн Уолл получила небольшую роль в телефильме «Крутые стволы», с Каспером Ван Дином в главной роли. Тогда же ей достались эпизодические роли в сериалах «Скорая помощь» (1994-2009), «C.S.I. Место преступления» (2000-...) и «Меня зовут Эрл» (2005 – 2009).

В том же 2008 году Дебора получила роль Джессики Хэмби в сериале «Настоящая кровь» (2008-2014), которую она исполняла на протяжении 4 лет, и которая сделала ее всемирно известной. За эту роль в 2010 году актриса номинировалась на премию Scream Awards в категории «Лучший женский персонаж».

В 2010 году ей досталась роль Лидии Коффин в триллере «День матери».

В 2011 году с участием Деборы вышло четыре картины – «День матери», «Семь дней в утопии», «Однажды эта боль принесет тебе пользу» и «Уловка .44». В последнем она снялась вместе с известными звездами Голливуда Форестом Уитакером, Брюсом Уиллисом и Малин Акерман.

В 2012 году Дебора Энн Уолл получила роль в драме «Руби Спаркс», а в 2013 году в комедии «Парк Хайленд», где ей досталась роль Лилли.

В том же 2013 году Дебора получила главную роль в фильме «Навсегда» (2014), и приступила к съемкам в фильме «Встретимся в Черногории», выход которой запланирован на начало 2015 года.

Кроме того, в 2014 году актриса была утверждена на роль Карен Пейдж в сериале «Сорвиголова» (2015 – ...).