Cosima Shaw creció en Berlín, Alemania y fue criada bilingüemente por su madre alemana, una violinista clásica y padre estadounidense, quien es escritora y traductora. Inicialmente se formó como bailarina y cantante, además de trabajar en anuncios publicitarios y como modelo junto con sus estudios académicos antes de seguir una carrera como actriz. Su primera gran oportunidad llegó cuando fue elegida como la recepcionista lesbiana alemana en la comedia BBC1, Trevor's World of Sport (2003), escrita y dirigida por Andy Hamilton. Esto condujo a papeles en largometrajes como V de Vendetta (2005),"The Danish Girl" (2016),"Papadopoulos and Sons" (2012), interpretando a una asesora financiera estadounidense opuesta a la irresponsabilidad corporativa junto a Stephen Dillane, así como a una premiada actuación como Ana, una mujer que llora y regocija igualmente la muerte de su esposo por cáncer en "Ana Begins" (2009). Entre las producciones de televisión británicas más destacadas se encuentran "Dr. Who" (2008),"Zen" (2011),"Dirk Gently" (2012) y "Toast of London" (2013). Shaw también sigue apareciendo en la televisión y producciones cinematográficas alemanas.
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