Bilson syntyi Los Angelesissa Janice Stangolle ja ohjaaja-käsikirjoittaja Danny Bilsonille. Hänellä on yksi isoveli sekä kaksi nuorempaa sisarpuolta. Bilsonin isä on juutalainen ja äiti amerikanitalialainen. Bilson on suvussaan jo neljännen polven edustaja viihdealalla; hänen isoisänsä Bruce Bilson on tuottaja-ohjaaja hänen isoisoisänsä taas George Bilson, joka työskenteli RKO Picturesilla traileriosaston päällikkönä.[1]
Bilson opiskeli ensin Notre Dame High Schoolissa ja sitten Grossmont Collegessa San Diegossa, josta hän lähti yhden vuoden jälkeen aloittaakseen näyttelijänuran isänsä neuvomana.[2]
Ura
Uransa alussa Bilson esiintyi muun muassa Subwayn, Raisin Branin ja Pepto-Bismolin mainoksissa. Ensimmäisen roolinsa näyttelijänä hän sai vuonna 1998 sarjasta It's True. Vuonna 2003 Bilson alkoi saada suurempia rooleja. Hän vieraili muun muassa televisiosarjoissa Buffy, vampyyrintappaja ja Teinitytön kasvatusopas. Suuren läpimurtonsa Bilson teki nuortensarjassa O.C. (2003–2007), jossa hän näytteli yhtä päärooleista. Vuosina 2011–2015 hän esiintyi Sydänmailla -lääkärisarjan pääosassa.
Yksityiselämä
16-vuotiaana Bilson miltei kuoli jouduttuaan auto-onnettomuuteen. Onnettomuuden seurauksena hän kärsii edelleen migreenikohtauksista ja muistikatkoksista.[3]
Bilson seurusteli vastanäyttelijänsä Adam Brodyn kanssa noin kolmen vuoden ajan vuosina 2003–2006. Joulukuussa 2008 Bilson kihlautui näyttelijä Hayden Christensenin kanssa.[4] Kesäkuussa 2010 US Weekly raportoi kihlauksen purkautuneen. Bilson ja Christensen palasivat myöhemmin yhteen ja saivat ensimmäisen lapsensa vuoden 2014 syksyllä.[5]