Cox estudió en el Montain Brook High. En 1982, Cox acabó el Instituto y comenzó a estudiar arquitectura en Mt.Vernon College en Washington. En aquella época, Cox quería ser modelo. Pese a su escaso 1'65, consiguió firmar un contrato con la agencia Ford Modelling posando para las cubiertas de novelitas románticas y anuncios para Maybelline y Noxema.

Tras tomar clases de interpretación y de dicción (para superar su acento sureño), debutó como actriz en 1984 en el culebrón "As the World Turns", y ese mismo año, De Palma la eligió para protagonizar el videoclip "Dancing in the Dark" que iba a rodar con Bruce Springsteen. En 1985, Cox estuvo en la NBC en la serie "Misfits Science", que duró apenas cuatro meses. Ese mismo año, Cox fue elegida para interpretar a Lauren, la novia de Michael J. Fox en "Family Ties" ("Enredos de Familia"). Otras series que protagonizó fueron "Another World" ("Otro Mundo"?), "The Trouble with Larry" ("El problema con Larry"?), "Seinfeld" y "Dream On" ("Sigue Soñando").

Courteney empezó una carrera cinematográfica apareciendo en películas como Ace Ventura o Cocoon II: The Return. Courteney era probablemente la "Friend" más conocida cuando la serie comenzó por lo que se podría pensar que la serie acabaría estando centrada en su personaje, pero esto no fue así. Los productores de Friends se fijaron en ella para el papel de Rachel Green. Courtney Cox se reunió con ellos y logró convencerlos de que el papel de Mónica Geller era mucho más apropiado para ella. Desde entonces, la fama de Cox ha subido como la espuma y ha intervenido en la taquillera película de Wes Craven, Scream y Scream 2.

A diferencia de su personaje en Friends, siempre en busca de un novio que sepa hacerla feliz, a la Cox no se le conocen demasiadas relaciones en la vida real. Su primer novio importante, el productor musical Ian Copeland, fue sustituido por el actor Michael Keaton, con el que ella vivió una larga relación que la propia actriz calificó de consumidora. Tras su ruptura, algunos tabloides americanos la relacionaron con Christian Slater, pero el tema no se confirmó. En 1999 se casó con David Arquette después de un romance llevado muy discretamente.