Laura Prepon wuchs als jüngste von fünf Kindern in Watchung, New Jersey, auf - sie hat einen Bruder sowie drei Schwestern. Als Dreizehnjährige erlebte sie einen schweren Schicksalsschlag, als ihr Vater während einer Herzoperation starb.
Bevor Laura Prepon mit der Schauspielerei begann war sie als Model in Paris und Mailand tätig. Im Jahre 1996 zog sie nach New York, um am "Caroline Thomas' Total Theatre Lab" Schauspiel zu studieren. Ein Jahr später wirkte sie bereits in der Internet-Serie "They Go On" mit und ab 1998 spielte sie eine der Hauptfiguren in der weltweit erfolgreichen Serie "Die wilden Siebziger". Für ihre Rolle wurde sie 2002 sogar für den "Teen Choice Award" nominiert. Während der achtjährigen Laufzeit der Serie drehte die Schauspielerin außerdem verschiedene Independent-Filme, wie "Southlander" und "The Pornographer: A Love Story".
Nach dem Ende der Comedy-Serie konnte Laura Prepon vor allem Gastauftritte in bekannten Fernsehserien in ihrem Steckbrief ergänzen. So war sie beispielsweise in drei Episoden von "How I Met Your Mother" zu sehen. Zurzeit kann sie das deutsche Fernsehpublikum als Chelsea Newman in der Serie "Are You There, Chelsea?" erleben. Die Sitcom wurde jedoch nach einer Staffel abgesetzt, Laura Prepon hat allerdings schon einen neuen Job gefunden: seit 2013 spielt die Schauspielerin in der Dramaserie "Orange Is The New Black" mit.