Léa Seydoux 1985. július 1-jén született Párizs Passy kerületében. Szülei Henri Seydoux és Valérie Schlumberger, akik maguk is méltán híresek. Nagycsaládban nőtt fel, van 5 húga és egy nővére. Szülei még gyermekkorában elváltak, így Léa édesanyjához került. A család mindig is a média kereszttüzébe volt, ezt nagyapjának, Jérome Seydouxnak a Pathé tulajdonosának, nagybátyjának, Nicolas Seydouxnak a Gaumont Film társaság vezetőjének és másik nagybátyjának, Michael Seydouxnak köszönheti, aki szintén producer, valamint a Lille futball csapat tulajdonosa. A kis Lea ilyen családi háttérrel kezdett neki modell és filmes karrierjének és vált a francia filmipar keresett színésznőjévé. Mára olyan nemzetközi kasszasikerekben csillogtatta meg tehetségét, mint a Mission Impossible - Fantom protokoll vagy Tim Burton Grand Budapest Hotel című filmje.