Hemos visto a esta actriz en films como el de Woody Allen Acordes y Desacuerdos y en Abajo el Telón, de Tim Robbins. Co-protagonizó junto a Matt Damon Rounders e integró el reparto coral de Celebrity, de Wooody Allen. También ha intervenido en el thriller de ciencia ficción Nivel 13 y en la comedia Girl 6, para el director Spike Lee. Además, ha protagonizado, junto a Jude Law, la comedia romántica Music From Another Room y la película basada en un clásico Beatnick La Última vez que me Suicidé. 

Gretchen Mol debutó en el cine en 1996, de la mano de Spike Lee, con GIRL 6. Después obtuvo un papel en la aclamada El Funeral, de Abel Ferrara. Luego vendrían Welcome to Graceland y Too tired to die, ambas estrenadas en la meca del cine independiente estadounidense,  el Festival de Sundance, en su edición de 1998. 

En televisión,  Mol ha participado en los telefilmes Calm at Sunset, Calm at Down y Dead Man's Walk, para la cadena ABC.  También intervino en el exitoso episodio piloto de la ABC Spin City y en el episodio dirigido por Abel Ferrara para la serie  de la HBO Subway Stories. 

Gretchen Mol estudió en el William Esper Studio y en la American Musical and Dramatic Academy. Empezó a actuar profesionalmente en numerosas producciones teatrales, interviniendo, entre otras, en Bus Stop, An Actors Nightmare, No Exit y Godspell.

Mol creció en un ambiente artístico, en Deep River, Connecticut. Su madre es  pintora y su hermano un ambicioso director y un consumado montador. Cuando era pequeña, Mol era a menudo la protagonista de los cuadros de su madre y de las películas en Super8 de su hermano. Combinando las clases de ballet con las lecciones de canto, se dio cuenta muy pronto de su pasión por la interpretación.  Mol reside en Nueva York, donde asiste a las clases del William Esper Studio.