Эмили Джин Стоун родилась 6 ноября 1988 года в Аризоне. Её отец Джефф Стоун – дирижёр, а мать Криста – домохозяйка. У Эммы есть младший брат. У семьи Стоунов шведские корни.

С юных лет Эмма играла в Молодёжном театре в Фениксе. Свою первую роль на сцене она получила в 11 лет. После шестого класса девочка перестала ходить в школу и училась дома, так как была слишком занята в многочисленных постановках театра. В частности, она играла в спектаклях «Алиса в Стране чудес», «Принцесса на горошине», «Титаник», «Русалочка» и других. Позже родители отдали её в католическую школу для девочек, но уже после первого семестра Эмма покинула это учебное заведение. Она сделала для родителей презентацию в формате PowerPoint под названием «Проект Голливуд» и убедила их, что для неё важнее сделать карьеру актрисы.

В кино Эмма Стоун дебютировала в 2007 году с комедией «SuperПерцы». В 2008 году она сыграла президента женского клуба в фильме «Мальчикам это нравится» и гитаристку в комедии «Голый барабанщик».

В «Голом барабанщике» Эмма сыграла басистку музыкальной группы. Перед съёмками актрисе пришлось учиться играть на бас-гитаре. Вокалиста группы сыграл актёр и музыкант Тедди Гейгер, на съёмках у них с Эммой был роман.

В 2009 году она впервые получила роль в крупномасштабном голливудском проекте – романтической комедии «Призраки бывших подружек». Однако по-настоящему известной Эмма стала благодаря роли в сатирическом фильме ужасов «Добро пожаловать в Zомбилэнд», где её партнёрами стали Вуди Харрельсон и Джесси Айзенберг. В 2009 году Эмма появилась в независимом фильме «Бумажный человек».

В 2010 году Эмма Стоун впервые озвучила анимационного персонажа Мази в «Мармадюке» и впервые получила главную роль в школьной комедии «Отличница лёгкого поведения».

В 2009 году Эмма Стоун попала в рейтинги «100 самых сексуальных женщин мира» FHM и Maxim. В 2010 году она попала в список Maxim, а также в рейтинг «99 женщин» популярного сайта AskMen.

В 2009 году Эмма переехала из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк. Она живёт в районе Гринвич-Виллидж. В одном интервью она рассказала, что раньше интересовалась HTML и веб-дизайном. Её любимый фильм – «Огни большого города» 1931 года, а любимая группа — The Beatles. Близкой подругой Эммы является популярная кантри-певица Тэйлор Свифт.

В 2011 году снялась в фильмах «Эта — дурацкая — любовь» и «Прислуга», а также в романтической комедии «Выгодные друзья» вместе с Джастином Тимберлейком. В 2012 году она исполнила роль Гвен Стейси в кинофильме «Новый Человек-паук».

В 2013 году Эмма снялась в фильмах «Охотники на гангстеров» и «Муви 43». Также в 2013 году Эмма приступила к съемкам в фильме «Новый Человек-паук 2», выход которого состоялся в апреле 2014 года.

В том же 2014 году Эмма исполнила главную роль в мелодраме Вуди Аллена «Магия лунного света», а также вместе с Наоми Уоттс и Эдвардом Нортоном снялась в драме «Бёрдмэн».