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Figlia di Robert e Judy Gish, ha un fratello Tim e una sorella Robin, sua nonna si chiamava Lillian, ma non ha nessuna relazione con l'attrice di cinema muto Lillian Gish. È sposata con lo stuntman Wade Allen, conosciuto sul set di X-Files, e hanno due figli: Cash Alexander (nato nel 2007) e Enzo Edward (nato nel 2008).
Debutta nel 1986 nel film Un fiore nel deserto, in seguito si fa notare in Mystic Pizza al fianco dell'esordiente Julia Roberts. Negli anni seguenti prende parte a film come Wyatt Earp, Una cena quasi perfetta, Gli intrighi del potere, Beautiful Girls, Steel e Fuori di cresta. Nel 1999 recita al fianco di Ashley Judd in Colpevole d'innocenza. Nel 2001 entra nel cast di X-Files nel ruolo dell'agente speciale Monica Reyes, dopo che David Duchovny annunciò di voler lasciare la serie.
In seguito alla fine di X-Files, prese parte ad alcuni episodi di West Wing - Tutti gli uomini del Presidente interpretando Elizabeth Bartlet Westin. Nel 2010 compare nella serie tv di successo targata ABC FlashForward nel ruolo di Lita. Nel 2011 prende parte alla miniserie Bag of Bones, tratta dal romanzo Mucchio d'ossa di Stephen King, in cui interpreta la parte di Johanna Noonan, moglie dello scrittore Mike Noonan, interpretato da Pierce Brosnan. Nel 2012 viene ingaggiata come membro del cast principale della serie The Bridge. Nel 2014 entra a far parte del cast della settima ed ultima stagione di Sons of Anarchy nel ruolo del nuovo sceriffo.