Asia Argento è figlia d'arte: i suoi genitori sono il celebre regista Dario Argento e l'attrice fiorentina Daria Nicolodi. La sorella maggiore Fiore (nata dal precedente matrimonio del padre Dario con Marisa Casale) ha lavorato anch'essa come attrice, anche se non è riuscita ad ottenere lo stesso successo della sorella, per poi dedicarsi all'attività di stilista con qualche sporadico ritorno alla recitazione. Oltre a Fiore, Asia Argento aveva anche un'altra sorella, Anna, nata dalla precedente relazione di sua madre con lo scultore Mario Ceroli; Anna è morta in un incidente stradale nel 1994.

Fa il suo precoce esordio nel 1984, a soli 9 anni, nel film per la televisione Sogni e bisogni, diretto da Sergio Citti. Quattro anni più tardi, a soli 13 anni, ha già un ruolo da protagonista nel film Zoo (1988) diretto da Cristina Comencini, mentre l'anno seguente Nanni Moretti la sceglie per la parte della figlia del suo alter ego Michele Apicella in Palombella rossa. Insieme al padre lavora in sette film del genere da lui prediletto, quello horror. Due vengono da lui solo scritti e prodotti, Dèmoni 2 di Lamberto Bava (1986) e La chiesa di Michele Soavi (1989), gli altri cinque diretti: Trauma (1993), La sindrome di Stendhal (1996), Il fantasma dell'Opera (1998) La terza madre (2007) e Dracula 3D (2012).
Con altri registi affronta le prove migliori sul grande schermo: in Le amiche del cuore (1992) di Michele Placido ottiene molti consensi nel ruolo della cupa e sensibile Simona, succube di un padre incestuoso; con Perdiamoci di vista (1994) di Carlo Verdone ottiene due premi importanti, il David di Donatello e il Ciak d'Oro, nel ruolo di Arianna, la ragazza paraplegica dotata di prorompente vitalità che smaschera le mire di un conduttore televisivo alla ricerca di casi umani per fare audience. Due anni dopo, nel 1996, ottiene un secondo David di Donatello nel film Compagna di viaggio di Peter Del Monte, dove interpreta Cora, incaricata di pedinare un anziano e stralunato vagabondo attraverso l'Italia.
Appare inoltre nel ruolo brillante di una rapinatrice in Viola bacia tutti (1997) di Giovanni Veronesi, e inizia una carriera internazionale nel film New Rose Hotel (1998) del regista americano Abel Ferrara, nel ruolo di una prostituta doppiogiochista. Da qui in poi lavora soprattutto all'estero, dapprima in Francia con un'ennesima edizione de I miserabili diretta da Josée Dayan, nel ruolo della sventurata Eponine, e quindi negli Stati Uniti, dove appare nel film d'azione di Rob Cohen xXx.

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