Song est né à Carmichael, en Californie, d'un père Hmong et d'une mère thaïlandaise. Elle a commencé sa carrière d'actrice à l'âge de six ans, apparaissant dans des publicités et des émissions de télévision. Son premier rôle majeur était dans le film Like Mike, dans lequel elle incarnait l'intérêt amoureux de Bow Wow. Elle a ensuite joué dans un certain nombre d'autres films et émissions de télévision, notamment The Suite Life of Zack &Cody, Wendy Wu:Homecoming Warrior, The Social Network et Crazy Rich Asians.
En plus de sa carrière d'actrice, Song est également chanteuse. Elle a sorti son premier album, The B Song, en 2005. Elle est également apparue dans le clip de la chanson "7 Things" de Miley Cyrus.
Song est actuellement en couple avec l'acteur Macaulay Culkin. Ils ont un fils ensemble, né en avril 2021.