Ivana Milicevic nasceu em 26 de abril de 1974 em Sarajevo, Bósnia e Herzegovina (parte da Iugoslávia na época), em uma família croata. Ela é filha de Tonka e Damir Milicevic e tem um irmão mais novo, Tomo. A família emigrou para os Estados Unidos e a jovem Ivana foi criada em Michigan. Frequentou o ensino médio de Atenas em Troy, Michigan, e trabalhou como modelo durante seus anos de escola. Ela se tornou uma cidadã naturalizada dos Estados Unidos.
Em 1992, Milicevic se formou no colegial e se mudou para Los Angeles em busca de uma carreira de ator. Ela era uma comediante de stand-up lutando, tentando conquistar multidões com suas histórias do negócio de modelos. Em 1996, estreou no cinema sob o nome de Ivana Marina, com o papel de uma ex-namorada de Tom Cruise em Jerry Maguire (1996). Em 1997, ela acompanhou o papel de convidada em Seinfeld (1989) da NBC e fez participações especiais em vários outros programas de televisão, incluindo Royal Pains (2009) e interpretando o interesse amoroso de John Casey em Chuck (2007). Ela desempenhou alguns papéis em Vanilla Sky (2001) e Love Actually (2003), entre suas muitas outras aparições. Milicevic aproveitou sua experiência como comediante em um papel coadjuvante como a modelo russa Roxana Milla Slasnikova na comédia romântica Head Over Heels (2001). Ela apareceu como a personagem de Uma Thurman ao lado de Ben Affleck, tentando enganá-lo a pensar que ela é a personagem de Uma, em Paycheck (2003). Em uma partida de seus papéis unidimensionais, Milicevic mostrou seu talento dramático em um papel coadjuvante como Milla Yugorsky em um drama sombrio e sombrio Running Scared (2006). Em 2006, ela começou um papel recorrente na série de TV da CBS Love Monkey (2006).
Em 2006, Milicevic deu um grande passo em sua carreira, aparecendo como Valenka, uma das três garotas de Bond no Casino Royale (2006), pela qual ela fez a maioria de suas cenas em locações em Praga e Londres. Ela reside em Los Angeles, Califórnia.