Il suo primo film è Le donne vere hanno le curve del 2002, pellicola leggera e frizzante che ebbe particolare successo grazie a una Ferrera allora diciottenne che fu esaltata dalla critica per via della sua verve comica. Nel 2005, la Ferrera ha anche interpretato la portoricana Carmen Lowell nel film 4 amiche e un paio di jeans, tratto dal primo dei fortunati libri per adolescenti della scrittrice statunitense Ann Brashares.
Il ruolo che l'ha resa nota è quello di Betty Suarez nella serie televisiva Ugly Betty tratta dalla telenovela colombianaBetty la fea dove la Ferrera è una ragazza intelligente ma bruttina, che lavora presso una patinata rivista di moda e che deve scontrarsi giornalmente con l'ostilità dei colleghi snob e all'ultimo grido. Grazie alla sua brillante interpretazione in Ugly Betty è l'unica attrice (insieme a Edie Falco e Gillian Anderson) che si è aggiudicata nello stesso anno (2007) il Golden Globe, l'Emmy e lo Screen Actors Guild Award come Migliore attrice protagonista in una serie commedia o musicale.
Nel 2007 è stata la protagonista di spot pubblicitari per dentifrici Aquafresh. Il suo sorriso tra l'altro, è stato assicurato dai Lloyd's di Londra per 650 000 sterline. Nel 2008 ha vestito nuovamente i panni di Carmen nel seguito di 4 amiche e un paio di jeans. Nel 2010 ha partecipato al film d'animazione di successo della DreamWorksDragon Trainer, in cui ha doppiato la fiera ragazza vichinga Astrid, ruolo ripreso nella serie televisiva a esso ispirata e nei successivi sequel. Il 7 novembre 2011 America ha esordito a teatro nel West End londinese con il musical Chicago.[2]
Dal 2015 al 2021 recita nella serie televisiva comica Superstore, nei panni della protagonista femminile Amy Sosa,[3] mentre dal 2020 al 2021 è produttrice esecutiva della serie Gentefied, distribuita da Netflix.[4]
America Ferrera ha sposato Ryan Piers Williams il 27 giugno 2011, con una cerimonia celebrata dalla collega Judith Light nel giardino della casa di Vanessa L. Williams, vicino a New York.[5] Il 25 maggio 2018 è nato il primogenito della coppia, Sebastian Piers Williams.[6] Il 4 maggio 2020 è nata la secondogenita della coppia, una bambina.
Nelle versioni in italiano delle opere in cui ha recitato, America Ferrera è stata doppiata da:
Letizia Scifoni in CSI - Scena del crimine, Ugly Betty, La stessa luna, 4 amiche e un paio di jeans 2, The Good Wife, Matrimonio in famiglia, End of Watch - Tolleranza zero, Superstore, Special Correspondents, Barbie
Letizia Scifoni in Dragon Trainer, La leggenda del drago Rubaossa, Dragons - Il dono del drago, Il libro dei draghi, Dragons, Dragon Trainer 2, Dragon Trainer - Il mondo nascosto, Dragon Trainer - Rimpatriata