Escogió el apellido de su madre, Montgomery, como su apellido artístico. Ella dejó Australia a los 16 años para estar con el que era su novio en aquel entonces. Después terminaron, y ella llegó a Hollywood a los 18 llevando una copia de Como lograrlo en Hollywood.
Actualmente protagoniza la serie de televisión estadounidense Sin Rastro. Montgomery fue la portada para la revista Stuff de mayo de 2005, siendo nombrada la "Policía más sexy". También ha aparecido en Maxim, FHM, y posó desnuda en la revista de arte Black+White.
Montgomery fue reconocida por su papel de Marilyn Monroe en la serie de la CBS Blonde, basada en la novela de Joyce Carol Oates. Actualmente acaba de emitirse el episodio piloto de la serie Unforgettable,(Imborrable),donde es la protagonista principal e interpreta el papel de Carrie Wells una ex policía que padece hipertimesia, es decir, puede recordarlo todo hasta el último detalle. Todo, salvo las claves que ayudarían a resolver el misterioso asesinato de su hermana.
