Hargitay er datteren til skuespillerinnen Jayne Mansfield og kroppsbyggeren og skuespilleren Mickey Hargitay. Etter å deltatt i noen lokale skjønnhetskonkurranser, filmdebuterte hun i skrekkomedien i 1985. Året etter hadde hun sin TV-debut i dramaserien . De neste årene spilte hun en rekke roller både i filmer og serier, før gjennombruddet til slutt kom da hun fikk rollen som Olivia Benson i 1999. Det å spille en etterforsker av seksualforbrytelser inspirerte henne til å starte organisasjonen Joyful Heart Foundation, som jobber for å hjelpe personer som er blitt utsatt for seksuelle overgrep.