Nel 2015 ha interpretato la madre di Ella in "Cenerentola" diretto da Kenneth Branagh
Hayley Atwell è la protagonista della serie tv della Marvel dal titolo Agent Carter.
Il ruolo dell'agente Peggy Carter è stato affidato all'attrice britannica dalla celebre casa di produzione sin dai film Capitan America: The winter soldier e Avengers: Age of Ultron che precedono la serie tv spinoff dedicata a questo personaggio.
Hayley Atwell ha studiato alla Guidhall School of Music e Drama e si è diplomata nel 2005. Ha iniziato a lavorare molto presto per alcuni spot televisivi e in seguito ha debuttato in serie tv di successo.
Sul piccolo schermo nel 2009 ha partecipato a The Prisoner e nel 2014 a Agent of S.H.I.E.L.D.
Al cinema l'attrice Hayley Carter ha debuttato dietro la regia di Woody Allen che l'ha scelta per il ruolo di Angela Stark in Sogni e delitti interpretato da Ewan McGregor e Colin Farrell.
Nel 2015 ha interpretato la madre di Ella nel film, remake live action della Walt Disney Studios, Cenerentola, diretto da Kenneth Branagh.
In Agent Carter Hayley Atwell ha riscosso molto consenso tra il pubblico tanto che i produttori hanno rinnovato la serie per una seconda stagione.