Хейли Элизабет Этвелл родилась 5 апреля 1982 года в городе Лондон, Англия, Великобритания. После окончания Римско-католической школы девочек Сион-Мэннинг она изучала ораторское искусство.
С 2002 по 2005 год Хейли училась в школе музыки и драмы Гилдхолл. Затем изучала философию и теологию в королевском колледже Лондона. Имеет двойное гражданство США и Великобритании.
Впервые появилась на телеэкране в рекламе чипсов Pringles в 2005 году и телевизионном фильме «Что бы ни значила любовь». Первыми работами в большом кино стали ленты «Мэнсфилд-парк» и «Мечта Кассандры».
Хейли Этвелл обрела известность благодаря роли агента Пегги Картер в фильмах «Первый мститель» и «Первый мститель: Другая война». В 2015-2016 годах она исполняла ведущую роль в американском телесериале «Агент Картер». В 2016 году Этвелл стала играть ключевую героиню в телевизионном сериале «Приговор».
Актриса снялась в фильмах «Герцогиня», «Воспоминания о будущем», «Человек-муравей», «Золушка», «Летучий отряд Скотланд-Ярда», «Возвращение в Брайдсхед», «Мечта Кассандры», сериалах «Черное зеркало», «Столпы Земли», «Сердце всякого человека», «Агент Картер», «Агенты «Щ.И.Т.» и других.