Nació en Nueva Orleans y creció en varios lugares sureños de los Estados Unidos.
Encontró su oportunidad mientras atendía un bar en Nueva York, y Perrette se embarcó en su más reconocido papel: "Abby Sciuto", una excéntrica científica forense en la serie de televisión NCIS, basada en el Servicio de Investigación Criminal Naval.
Se reportaron además diferencias con Mark Harmon, estrella principal de la serie.
La actriz señaló que esta serie "restauró mi fe en la gente, en esta industria.
Estuvo casada durante tres años con el músico Coyote Shivers contra el que obtuvo cuatro órdenes de alejamiento consecutivas.