Nata in California, Moon Bloodgood deve i suoi intriganti tratti somatici a una famiglia multietnica formata da madre coreana e padre di origini olandesi e irlandesi.
Inclusa nella lista delle donne più sexy del pianeta dalla rivista Maxim, in pochi anni ha scalato la classifica passando dal 99° posto del 2005 al 20° del 2009. In passato è stata un'aspirante cantante e cantautrice (ha collaborato con Paul Anka); per un periodo ha sgambettato a bordo campo come cheerleader dei Los Angeles Lakers e la sua passione per l'hip-hop l'ha portata a esibirsi con Prince, Brandy e gli Offspring.
Nel suo curriculum può vantare un passato da modella per importanti marchi di cosmetica come Revlon e L'Oreal; è stata anche davanti all'obiettivo di David La Chapelle per una campagna della Diesel e per un servizio di moda su Face. Tutto questo prima di incontrare sulla sua strada il mestiere di attrice: fu durante l'audizione per la sitcom Just Shoot Me che Moon Bloodgood vinse la parte e la sua carriera prese un'altra direzione. Da allora, era il 2002, Moon Bloodgood si divide tra televisione e cinema, recitando accanto a veterani come Robert De Niro e Sean Penn (nella commedia Disastro a Hollywood) e partecipando a serie tv di successo come CSI:Scena del crimine e Detective Monk.

Le serie tv e Terminator: Salvation
Dopo la partecipazione a un episodio di CSI:Scena del crimine e uno di Detective Monk, la Bloodgood ottiene un ruolo stabile nella serie ad alta tensione Day Break, dove è presente per tutti e tredici gli episodi. Nella fantascientifica Journeyman (2007) la Bloodgood ha la parte della ex fidanzata di Dan, Livia; la sua comparsa getta nel panico il suo equilibrio familiare, visto che Dan la credeva morta in un incidente aereo avvenuto nove anni prima.
Nel 2009 Moon Bloodgood si fa in tre e presta la voce sia al videogioco che alla serie animata di Terminator:Salvation, per poi partecipare in carne ed ossa alla versione su grande schermo del quarto capitolo della celebre saga.
Dopo breve apparizioni in Burn Notice - Duro a morire e Human Target, nel 2011 è la volta di Falling Skies, il serial prodotto da Steven Spielberg in cui la Bloodgood recita accanto a Noah Wyle su una terra post-apocalittica devastata da una feroce invasione aliena.

Il cinema si accorge di lei
Il 2004 è l'anno del suo debutto su grande schermo con la commedia romantica Appuntamento da sogno!, dove interpreta un'avvenente ragazza; l'anno successivo è ancora una commedia d'amore a impegnarla, Sballati d'amore - A Lot Like Love e nel 2006 è diretta da Frank Marshall in 8 amici da salvare.
Da un film per famiglie a un'adrenalinica avventura storica per la Bloodgood, che nel 2007 partecipa a Pathfinder - La leggenda del guerriero vichingo nel ruolo della principessa guerriera Starfire e si trova a lottare tra vichinghi e tribù scandinave. Questa giovane e sensuale attrice sembra aver spiccato il volo, e nel 2008 fa parte del cast di Disastro a Hollywood, satira di Barry Levinson sul dorato mondo hollywoodiano visto con gli occhi di un produttore sfortunato (Robert De Niro).
Il 2009 è l'anno dei film tratti da videogiochi per la Bloodgood, che ottiene i ruoli in Street Fighter - La leggenda e in Terminator Salvation. Ancora tanta adrenalina con Faster (2010), in cui recita accanto a Dwayne Johnson e Billy Bob Thornton (interpreta la sua fidanzata). Nel 2012 fa parte del cast del film di Ben Lewin The Sessions.
Della sua situazione sentimentale è noto che dal 2005 al 2007 è stata fidanzata col il collega attore Eric Balfour.