Urodzona w Ulfborg, pół-Szwedka, pół-Dunka. W wieku 18 lat Tilly Scott Pedersen przeniosła się do Nowego Yorku, gdzie studiowała fotografię dokumentalną. Pracowała także jako modelka w słynnej agencji Metropolitan. Jej aktorska kariera rozpoczęła się w 2001 roku, kiedy zaczęła brać lekcje aktorstwa u słynnej nowojorskiej nauczycielki, Jackie Bartone, z którą pracowała aż do 2004 roku.
Niedługo potem zagrała swoją pierwszą główną rolę w rewelacyjnie przyjętym filmie „Zakochani widzą słonie” w reżyserii Dagura Kári. Jej ostatni film to „Kobiety”, w którym partnerowała Meg Rayan, Cloris Leachman oraz Anette Bening. Pedersen jest również aktorką teatralną.