Cerca de duas semanas após a morte da jovem atriz Daveigh Chase, a causa do óbito foi oficialmente divulgada. Segundo o Instituto Médico Legal do Condado de Los Angeles, a artista morreu em decorrência da AIDS, associada a outras comorbidades, incluindo o uso crônico de múltiplas substâncias. O caso foi classificado como morte natural.

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Seguiram-se papéis semelhantes em Charmed: Jovens Bruxas (2000), Plantão Médico (2000) e O Toque de Um Anjo (2001), entre outros.

Seu primeiro grande momento nos cinemas foi em Donnie Darko (2001) - no clássico cult, Chase interpretou a irmã mais jovem do personagem título, vivido por Jake Gyllenhaal, papel que ela reprisou na sequência S. Darko: Um Conto de Donnie Darko (2009).

No ano seguinte, foi recrutada pela Disney como a voz da protagonista de Lilo & Stitch, grande sucesso do setor de animação do estúdio. Chase continuaria dando voz à personagem até 2006, em curtas-metragens, séries animadas, continuações para vídeos e outras produções.

Simultaneamente, a atriz virou ícone do terror ao viver Samara Morgan, a assombração que persegue Naomi Watts na versão americana de O Chamado, dirigida por Gore Verbinski. Assim como no original japonês, Samara é retratada como uma jovem com poderes sobrenaturais, que foi maltratada pelos pais adotivos e agora busca vingança.

Depois desse período de grande sucesso, Chase ainda apareceu com destaque na série Amor Imenso (2006-2011), da HBO; e nos filmes A Força de um Sonho (2012) e Um Romance Americano (2016) - seu último trabalho diante das câmeras.