Mary Rose Byrne (Sídney; 24 de julio de 1979) es una actriz australiana. Ha actuado en películas como Marie Antoinette (2006), 28 Weeks Later (2007), Sunshine (2007), Knowing (2009), Get Him to the Greek (2010), X-Men: primera generación (2011), The Hunter (2011), Insidious (2010), Bridesmaids (2011), Insidious: Chapter 2 (2013), Annie (2014), Spy (2015) o X-Men: Apocalypse (2016). También es reconocida por haber interpretado a Ellen Parsons en la serie estadounidense Daños y perjuicios.
Rose Byrne es hija de Robin Byrne, un investigador y de Jan Byrne, directora de una escuela aborigen. Tiene tres hermanos mayores, Alice (pintora de Melbourne), Lucy (publicista) y George (cantante y compositor de Sídney). Tiene ascendencia escocesa e irlandesa.
Debutó en la gran pantalla con Dallas Doll en 1994; sus primeras apariciones en la gran pantalla fueron pequeños papeles en su Australia natal. También apareció en la telenovela Echo Point y la serie Heartbreak High, mientras estudió para conseguir el título del Teatro de Australia para gente joven.