Przyszła na świat w rodzinie angielskiej modelki Rachel i jugosłowiańskiego emigranta, pianisty i gitarzysty Rajko Vukadinovicia. Ma dwie siostry – rodzoną Coco Melody i przyrodnią Olympię Montanę. Jest spokrewniona z nieżyjącym już brytyjskim komikiem Benny Hillem: kuzynem Hilla był jej dziadek. Chciała wyglądać, grać i śpiewać jak jej słynna rodaczka Kylie Minogue. Dziecinne marzenia stały się rzeczywistością. Jako czternastolatka zgłosiła się do agencji młodych talentów, nieźle radziła sobie na wybiegach i kilka razy zagrała w reklamie. Po ukończeniu rzymskokatolickiej szkoły średniej Star of the Sea College w Melbourne na fotogeniczną Holly Vukadinović zwrócili uwagę producenci australijskiej telenoweli Sąsiedzi (Neighbours, 1999–2002, 2005) i zaangażowali ją do roli Felicity 'Flick' Scully.
Jej debiutancki singel "Kiss Kiss" (2002), a później pierwszy album Footprints (2002), odniósł wielki sukces i dostał się na 1. miejsce listy Australian Recording Industry Association (ARIA) oraz przez okres kwiecień-maj 2002 znalazł się na liście najlepiej sprzedających się singli w Wielkiej Brytanii.
Kolejny singel "Down Boy" trafił na 2. miejsce w Wielkiej Brytanii i 3. miejsce w Australii. Trzeci singel "Naughty Girl" dostał się na 3. pozycję w Australii, podczas gdy jej album znalazł się na 16. miejscu w Wielkiej Brytanii. Drugi i zarazem dotąd ostatni album State of Mind przyniósł tylko jednego singla pod tym samym tytułem, który zajął 8. miejsce w Wielkiej Brytanii.
W 2005 wróciła przed kamery. Zagrała w kilku odcinkach serialu Zagadki kryminalne Nowego Jorku (ang.: CSI: NY) i zadebiutowała na dużym ekranie w filmie opartym na popularnej grze komputerowej DOA: Dead or Alive (2006), w którym wcieliła się w postać Christie Allen, pięknej złodziejki i morderczyni. W 2008 r. zagrała poboczną rolę we francuskim thrillerzeUprowadzona, do którego scenariusz napisał Luc Besson. W 2009 r. Holly Valance wystąpiła na planie zdjęciowym do teledysku Confusion GirlVincenta Franka.