Après avoir suivi sa scolarité obligatoire, elle entre à l'Université de Santa Cruz en Californie, afin de suivre une carrière scientifique, tout comme son père. Elle en sort diplômée en biologie et en chimie. Elle part ensuite pendant six mois étudier le théâtre au collège des Arts de Richmond, à Londres. A son retour aux États-Unis, elle est engagée dans une entreprise d'ingénierie génétique, tout en ayant l'intention de retourner à la faculté pour obtenir son doctorat en génétique.
Le cinéma entre dans sa vie en 1988, lorsqu'elle est abordée dans un restaurant par un homme qui lui propose de tourner dans un film, Aloha Summer. Elle accepte par jeu. Ses scènes ont ensuite été coupées au montage, mais Ally a tout de même fait son entrée dans le monde du show business, et a bien l'intention de faire carrière.
En 1988, elle décroche un contrat dans la série Santa Barbara et devient une spécialiste des seconds rôles. Elle joue alors dans de nombreuses séries télévisées (Swimsuit, True Blue,...). En 1995, alors que sa carrière à Hollywood menace de ne jamais décoller, elle a l'idée de la série Profiler. "Je me morfondais dans l'attente d'un vrai rôle", raconte-t-elle aujourd'hui. "Alors, n'en pouvant plus, j'ai pris ma plus belle plume et j'ai commencé à rédiger le scénario d'une série de science fiction."
Son manuscrit en poche, Ally s'en va frapper à la porte du bureau de
James L. Brooks, un producteur connu dans le domaine pour avoir donné vie aux Simpsons. Elle lui glisse timidement les quelques pages de son projet. Une première entrevue est authentifiée aujourd'hui comme la date de naissance officielle de Profiler.
Reste pour Ally à en décrocher le premier rôle. Un défi qui n'est pas gagné d'avance. "Nous pensions engager une actrice plus connue", explique James L. Brooks. "Mais il nous était difficile de refuser une entrevue à Ally. Elle a été parfaite du premier coup !". Mais après 3 années de tournage, son personnage n'ayant pas évolué comme elle l'aurait souhaité, et la série étant devenue trop sombre et trop violente à son goût, Ally décide de rompre le contrat qui la liait à la chaîne américaine NBC pour plusieurs saisons encore. "J'ai pris la décision de partir le jour où je me suis rendu compte que je tournais dans une série que je n'aimerais pas montrer à mon fils" confie-t-elle. D'abord réticente, la NBC s'est finalement montrée compréhensive.
Depuis, Ally souhaite réorienter sa carrière vers le cinéma, tout en consacrant le plus de temps possible à son fils, le petit Jon Walker Landgraf qu'elle a eu en août 1997 avec son mari, le vice président des séries prime time sur la NBC, John Landgraf. Et si elle devait rejouer pour la télévision un jour, elle préfèrerait une série comique de trente minutes, parce que "avoir une famille et être la protagoniste d'une série d'épisodes d'une heure, c'est très fatigant."