Née le 16 août 1963 dans le Var, Emmanuelle Béart grandit à Cogolin auprès de sa mère l’actrice italo-grecque Geneviève Galéa et de ses demi-frères et sœurs, Sarah, Ivan, Mikis et Olivier. Son père le chanteur Guy Béart a quitté le foyer alors qu’Emmanuelle était enfant. Elle fait de la figuration dans deux films (La course du lièvre à travers les champs en 1971, Demain les mômes, en 1975). La fillette préfère la compagnie des animaux au milieu de la nature à celles de ses petites camarades de classe.
Elle arrête l’école très tôt et s’envole à 17 ans pour Montréal où elle est accueillie par des amis de son père. Là-bas elle découvre une autre culture, décide d’apprendre l’anglais et passe finalement trois ans dans ce pays d’adoption.
A 20 ans, son désir de devenir comédienne se confirme, elle s’installe à Paris et s’inscrit à des cours d’art dramatique. Il ne lui faudra que trois mois pour se faire engager par David Hamilton dans le film Premiers Désirs en 1983. Elle enchaîne avec Un Amour Interdit de Jean-Pierre Dougnac l'année suivante, rôle pour lequel elle est nommée au César du meilleur espoir féminin en 1985. Puis arrive L’Amour en douce (1984), elle tourne avec Daniel Auteuil qui se révèle être une rencontre déterminante dans sa vie personnelle et professionnelle. Ensemble ils tournent Manon des Sources en 1986. Ce personnage de Pagnol, jeune fille du Sud belle et sauvage, lui vaut le César de meilleure actrice dans un second rôle.
La notoriété que lui apporte ce prix lui permet ensuite d’obtenir de grands rôles dans les années 90 (La belle noiseuse, Un cœur en hiver, Nelly et Monsieur Arnaud, Un femme française) jusqu’à faire partie du casting d’une grosse production hollywoodienne, Mission Impossible (1996). En 2002 elle reçoit le prix du cinéma européen pour son rôle dans le film de François Ozon, 8 Femmes. L’actrice qui apprécie aussi les rôles plus légers tourne quelques comédies (Disco, Mes stars et moi).
Elle joue également au théâtre (On ne badine pas avec l’amour, Les justes, Par les villages). On la retrouve en 2014 à l’affiche du film Les yeux jaunes des crocodiles de Cécile Telerman aux côtés de Julie Depardieu.
Fidèle aux valeurs que sa mère lui a inculquées – sa mère a créé l’association Réflexe Solidarité – elle utilise sa notoriété pour soutenir les causes qui lui tiennent à cœur. Elle a ainsi soutenu les sans-papiers, milité pour le droit au logement, et s'est engagée auprès de l'UNICEF pendant de nombreuses années. Sa dernière mission en tant qu’ambassadrice de l’UNICEF la conduite au Kenya et lui a permis de réaliser un documentaire sur les enfants atteints du sida diffusé dans l’émission Envoyé Spécial en mars 2006.
Côté vie privée, Emmanuelle Béart a partagé la vie de l’acteur Daniel Auteuil pendant dix ans. Ensemble ils ont une fille, Nelly, née en 1992. L’actrice a également un fils, Yohan, né en 1996 de sa relation avec le musicien David Moreau. En 2000, elle rencontre Vincent Meyer, mais leur histoire se termine tragiquement en mai 2003. Arrivée à Cannes le 15 mai pour participer au festival, l’actrice apprend le suicide du producteur resté à Paris. Le lendemain, elle monte cependant les marches du Palais des Festivals avec l’équipe du film Les égarés d’André Téchiné. Sur le tournage du film Le héros de la famille sorti en 2006, elle rencontre l’acteur Michael Cohen. Ils se marient à la mairie de Genappe en Belgique le 13 août 2008. Ils adoptent un petit garçon originaire d’Ethiopie, Surifel, qu’ils accueillent au début de l’année 2010, mais le couple se sépare en 2011.
En 2011, Emmanuelle Béart perd sa grand-mère, Nelly, âgée de 107 ans, qui résidait chez l’actrice depuis plusieurs années. Le 16 septembre 2015, l'actrice perd son père, Guy Béart, à la suite d'une crise cardiaque. L'actrice a retrouvé l'amour au bras de Frédéric Chaudier, rencontré en 2011. Le couple se marie le 21 septembre 2018 à la mairie du 6ème arrondissement de Paris. La cérémonie religieuse se déroule le lendemain à Gassin.
Le 5 septembre 2023, l'actrice révèle dans les colonnes du magazine Elle, en parlant de son documentaire Un silence si bruyant, qu'elle a été victime d'inceste de l'âge de 11 ans à 14 ans.