Fille du chanteur Guy Béart et de Genevieve Galea, mannequin aperçu dans Les Carabiniers, Emmanuelle Béart fait ses premiers pas à l'écran à 7 ans dans La Course du lièvre à travers les champs (1972). Partie étudier à Montréal, elle y croise, dans une boite de nuit, Robert Altman, qui l'engage pour un film qui ne verra pas le jour. De retour en France, elle apparaît chez David Hamilton, puis tourne dans L'Amour en douce et Un amour interdit, deux films qui lui valent chacun une nomination au César du Meilleur espoir. Mais le personnage qui lui apporte la célébrité est celui de la sauvage Manon des Sources pour Claude Berri, avec à la clé un César du Meilleur second rôle en 1987.

Loin de son image glamour, Emmanuelle Béart fait en 1989 une composition remarquée de délinquante dans Les Enfants du désordre. Sa carrière est ensuite jalonnée de rencontres avec de grands auteurs : Rivette (elle pose nue dans La Belle noiseuse en 1991), Techiné, qui lui fait jouer une prostituée dans J'embrasse pas, ou Chabrol (L'Enfer). Cette admiratrice de Romy Schneider trouve deux de ses plus beaux rôles dans les derniers films de Sautet : une violoniste qui bouleverse la vie de deux musiciens dans Un cœur en hiver, et l'étrange confidente d'un vieil écrivain incarné par Michel Serrault dans Nelly et Monsieur Arnaud (1995), deux jolis succès. Wargnier lui offre un autre personnage fort dans Une femme française, mais le public n'est pas au rendez-vous.

Après un détour par Hollywood (Mission impossible en 1996), cette comédienne sensuelle au regard mélancolique est en 2000 l'émouvante héroïne de la fresque d'Assayas Les Destinées sentimentales. Si on retrouve son tempérament fiévreux dans Le Temps retrouvé ou La Répétition (2001). Béart s'amuse à jouer les domestiques lubriques dans 8 femmes d'Ozon (2002). Les exigeants Rivette (Histoire de Marie et Julien) et Techiné (Les Egarés en 2003, Les Témoins) se montrent fidèles à celle qui conserve son statut de sex-symbol (Nathalie...) et continue d'occuper une place centrale dans le cinéma français. Après La Bûche, elle est à l'affiche de films fédérateurs comme Le Héros de la famille (2006) ou Mes stars et moi.

Connue pour ses engagements de citoyenne, l'actrice s'investit tout autant dans ses rôles, que ce soit pour une comédie commerciale (Disco, 2008) ou un film-trip hors-normes (Vinyan). Emmanuelle Béart revient aux drames sentimentaux avec Ça commence par la fin (2009), une relation de couple tumultueuse avec et par Michaël Cohen, son compagnon à la ville, puis avec Bye Bye Blondie (2010) de Virginie Despentes, l'histoire d'un amour homosexuel adolescent qui se répercute sur la vie des protagonistes, devenues adultes. En parallèle, la comédienne bouleverse dans la peau d'une malade du cancer en phase terminale, vivant ses derniers instants dans Ma compagne de nuit.

Occupée par ses nombreux engagements humanitaires, Emmanuelle Béart se fait plus rare au cinéma dans les années 2010. Elle collabore tout de même deux fois avec Jeanne Balibar, dans Par exemple, Electre et surtout Merveilles à Montfermeil, une comédie politique dans laquelle la comédienne incarne la nouvelle maire de la ville du 93.