Song werd geboren in Carmichael, Californië, als zoon van een Hmong-vader en een Thaise moeder. Ze begon haar acteercarrière op zesjarige leeftijd en verscheen in commercials en televisieshows. Haar eerste grote rol was in de film Like Mike, waarin ze de love interest van Bow Wow speelde. Ze speelde vervolgens in een aantal andere films en televisieshows, waaronder The Suite Life of Zack &Cody, Wendy Wu:Homecoming Warrior, The Social Network en Crazy Rich Asians.
Naast haar acteercarrière is Song ook zangeres. Ze bracht haar debuutalbum uit, The B Song, in 2005. Ze verscheen ook in de videoclip voor het nummer "7 Things" van Miley Cyrus.
Song heeft momenteel een relatie met acteur Macaulay Culkin. Ze hebben samen één zoon, geboren in april 2021.