Passionnée de théâtre, Soraya Garlenq passe par le Conservatoire National d'Art Dramatique de Bordeaux. Elle pratique également divers types de danses (jazz, hip hop, orientale, contemporaine, etc.) et, parallèlement, multiplie les castings pour le petit et le grand écran.
Elle trouve son premier rôle en 2010, dans deux épisodes de la série policière Marion Mazzano emmenée par Estelle Vincent et diffusée sur France 2. La jeune comédienne poursuit en apparaissant dans l'épisode "Les Risques du métier" de Julie Lescaut l'année suivante.
Soraya Garlenq campe aussi plusieurs petits rôles dans des films comiques. Elle joue ainsi l'assistante lors du tournage d'un clip de rap dans C'est tout pour moi (2017), une vigile dans Les Aventures de Spirou et Fantasio (2018) et Madame Ristelhueber dans Le Gendre de ma vie (id.).
En 2017, sa carrière prend un tournant important lorsqu'elle est choisie pour jouer Nadia Saïdi dans La Stagiaire, à partir du troisième épisode de la saison 3. Il s'agit d'une capitaine de police qui collabore avec le juge Delcourt et sa "stagiaire" Constance Meyer sur différentes enquêtes.
Cette même année, Soraya Garlenq est au casting de Juste un regard, une série adaptée du best-seller d'Harlan Coben. Trois ans plus tard et en parallèle de son travail sur La Stagiaire, on peut la voir dans Dérapages, où Eric Cantona est pris dans une spirale infernale.
Laurent Schenck