Issue d'une famille liée depuis longtemps au monde du cinéma -elle est la petite-fille de Jérôme Seydoux, patron de Pathé, et la petite nièce de Nicolas Seydoux, PDG de Gaumont-, Léa Seydoux, adolescente timide, prend des cours de théâtre après avoir passé son baccalauréat. Vue en 2005 dans le clip de Raphaël Ne partons pas fâchés (réalisé par Olivier Dahan), elle décroche l'un des rôles principaux de Mes copines (2006), comédie teenage sur quatre filles qui rêvent de remporter un concours de danse. Dirigée par des metteurs en scène aussi aguerris que Catherine Breillat (Une vieille maîtresse, 2007) ou Mocky, Léa Seydoux, de plus en sollicitée (Des poupées et des anges), tourne avec deux brillants représentants de la nouvelle génération du cinéma d'auteur, Bertrand Bonello (De la guerre) et surtout Christophe Honoré, qui choisit cette brune aux teint pâle pour incarner une Princesse de Clèves des temps modernes dans La Belle personne (2008). Cinéphile et curieuse, elle multiplie les expériences les plus variées : fille délurée en bikini dans Plein sud de Sébastien Lifshitz, elle campe une bénévole de l'Ordre de Malte dans Lourdes de l'Autrichienne Jessica Hausner, et après une apparition dans Inglourious Basterds de Tarantino, elle incarne Isabelle d'Angoulême dans le Robin Hood de Ridley Scott (2010). Désormais connue du grand public, elle prend alors le soin de ne pas aller là où on l'attend. Privilégiant fidèlement l'artistique au financier, elle se lance dans des projets qui lui tiennent à coeur, elle qui possède l'indéniable avantage de pouvoir se fondre à des budgets diamétralement opposés. On la retrouve ainsi aux côtés d'une autre future grande, Anaïs Demoustier pour Belle épine, accompagnant l'ambitieux projet historique de Raoul Ruiz et ses Mystères de Lisbonne ou encore prêtant son visage d'ange au premier moyen-métrage de Louis Garrel, Petit tailleur. Après un nouveau détour chez les Américains pour le tournage de Mission : Impossible - Protocole fantôme, la comédienne s'attarde un instant chez Benoît Jacquot et offre une prestation remarquée aux côtés de Diane Kruger dans Les Adieux à la Reine, ce qui lui vaut une nomination au César de la Meilleure actrice. La même année, elle a la chance de jouer sous la direction de Woody Allen dans la comédie Minuit à Paris. Très attachée au cinéma d'auteur (L'Enfant d'en haut), Léa Seydoux retrouve ensuite Rebecca Zlotowski, trois ans après Belle épine, pour son second film, Grand Central, drame amoureux sur fond de centrale nucléaire. Le métrage est sélectionné dans la catégorie Un Certain Regard lors du Festival de Cannes 2013. La jeune femme y présente donc deux films, puisqu'elle partage également l'affiche de La Vie d'Adèle avec Adèle Exarchopoulos. Réalisé par Abdellatif Kechiche, le film est en lice pour la Palme d'Or. Les deux actrices y livrent une performance inoubliable. Largement favori, La Vie d'Adèle est couronné de la Palme, exceptionnellement remise par le président Steven Spielberg à "Adèle, Léa et Abdellatif Kechiche".