Di origini inglesi, Mackenzie Foy nasce nel 2000 a Los Angeles, dal padre Steve e la madre Karrie, e svolge i propri studi a casa. La sua carriera di modella comincia all'età di tre anni, quando viene notata ad un saggio di danza. Inizia così a lavorare per Polo Ralph Lauren, Garnet Hill e Guess Kids. Partecipa anche a numerose campagne pubblicitarie per società quali Disney, Barbie e Gap.

Comincia invece a fare l'attrice all'età di sette anni, partecipando come guest star a Til Death - Per tutta la vita, FlashForward e Hawaii Five-0, comparendo anche come ospite in alcuni talk show. Nel 2010 ottiene la parte di Renesmee Cullen, la figlia di Edward Cullen e Bella Swan, nella trasposizione cinematografica di Breaking Dawn, quarto capitolo della saga di Twilight scritta da Stephenie Meyer. Il primo film, The Twilight Saga: Breaking Dawn - Parte 1, nel quale Renesmee compare solo alla fine in un breve flash forward, esce nelle sale americane il 18 novembre 2011, mentre il secondo, The Twilight Saga: Breaking Dawn - Parte 2, il 16 novembre 2012.

Nel 2011 prende parte al film di Erica Dunton Plastic Jesus, in uscita nel 2012, insieme a Chandler Canterbury e a febbraio 2012 viene annunciata la sua partecipazione all'horror di James Wan L'evocazione - The Conjuring, inizialmente intitolato The Warren Files, le cui riprese cominciano il 21 febbraio nella Carolina del Nord.Sempre a febbraio viene trasmesso l'ultimo episodio della seconda stagione della serie televisiva horror R.L. Stine's The Haunting Hour, nel quale Foy ha il ruolo di Natalie, una ragazzina che va a vivere con i nonni, scoprendo che una delle loro bambole è viva e nutre cattive intenzioni.

Il 10 ottobre viene inoltre reso noto che Foy si è unita al cast di Wish You Well, adattamento del romanzo di David Baldacci Mai lontano da qui, nel quale interpreta il ruolo della protagonista, una ragazzina che, durante gli anni quaranta, si trasferisce con il fratellino da New York in Virginia, nella fattoria della bisnonna, in seguito ad una tragedia.[12] Il film, diretto da Darnell Martin, vede nel cast anche Josh Lucas, Ellen Burstyn, Ned Bellamy, Laura Fraser, Seamus Davey-Fitzpatrick e Alano Miller. Il 17 novembre 2012 Foy è in un nuovo episodio di R. L. Stine's The Haunting Hour, nel ruolo di Georgia. A dicembre Entertainment Weekly la nomina tra i cinque giovani talenti emergenti del 2012.

A marzo 2013 viene candidata ai Young Artist Awards come Miglior giovane attrice non protagonista in un film, mentre a giugno viene annunciata tra le voci del nuovo film animato de Il piccolo principe. A luglio entra nel cast del nuovo film di Christopher Nolan, Interstellar, con Matthew McConaughey, Anne Hathaway, Jessica Chastain, Casey Affleck e Michael Caine, e alla fine di ottobre presta la voce a Celestine nel doppiaggio in lingua inglese del film d'animazione francese Ernest & Celestine.Nel 2018 recita nel film Disney Lo schiaccianoci e i quattro regni, ispirato al balletto Lo schiaccianoci, dove interpreta il ruolo della protagonista Clara.