叶璇于1980年2月14日出生于浙江省杭州市，父亲是浙江杭州人，母亲和姥姥都是浙江温州人，祖父母是大学教授，从小接受良好教育。她从孩提时代就开始学习舞蹈、钢琴、书法等。叶璇9岁时父母离异，10岁随父亲移民美国，并由爷爷奶奶陪同前往。
13岁时，叶璇的爷爷奶奶由于不适应国外的生活回到了中国，此时的叶璇向父亲提出独立居住，她全权负责自己的生活与学业，勤工俭学。1999年参加国际华裔小姐竞选取得冠军及最具古典美态奖，之后暂停大学学业，与香港无线电视台（TVB）签约成为艺人，
2002年凭借电视剧《再生缘》饰演“孟丽君”成名，2003年主演电视剧《冲上云霄》，2004年主演电视剧《天下第一》，2004年8月获TVB委派为雅典奥运会电视实况探访导播。
2006年离开TVB加盟红馆经理人公司，开始出演电影。2006年凭《情义我心知》获得香港金像奖最佳新人奖提名。2007年首次担正主演电影《头七》。2010年凭《意外》获得第二十九届香港电影金像奖及第二届优质华语电影大奖最佳女配角奖，凭《人有三急》获第三届新人电影节的最佳女主角奖和国际青年录像节的优秀演员奖。
