Леа Сейду родилась 1 июля 1985 года в Париже, Франция. Леа внучка известного французского актера Жерома Сейду, который является председателем французской кинокомпании «Pathé».

После окончания школы Леа пошла на курсы театрального искусства «Terribles Enfants».

Дебют на телевидении у Леи состоялся в 2005 году, она снялась в одном из клипов французского певца Рафаэля.

В 2006 году она дебютировала на киноэкранах, Леа исполнила главную роль в молодежной комедии «Девочки сверху: Французский поцелуй».

Затем она получает небольшие роли в таких фильмах как «Тайная любовница» (2007) с Азией Ардженто в главной роли, «Девушки и ангелы» (2008) с Лейлой Бехти и Сами Насери, а также в картине «На войне» (2008) с Гийомом Депардье.

В том же 2008 году она блестяще исполнила главную роль в фильме «Прекрасная смоковница», за которую была номинирована на премию «Сезар» в категории «Самая многообещающая актриса».

В 2009 году Леа Сейду исполнила небольшую роль в фильме режиссера Квентина Тарантино «Бесславные ублюдки».

Также в 2009 году с ее участием вышли еще три картины, это «Иллюзии», «Лурд» и «Строго на юг».

В 2010 году Леа вместе с Расселом Кроу снималась в фильме Ридли Скотта «Робин Гуд», а вместе с Оуэном Уилсоном, Марион Котийяр и Рэйчел МакАдамс в фильме Вуди Аллена «Полночь в Париже».

В 2011 году Леа Сейду снялась в картине «Миссия невыполнима: Протокол Фантом», главную роль в котором исполнил Том Круз. Также в 2011 году ей досталась главная роль в фильме «Роман моей жены».

В том же 2011 году она стала лицом рекламной кампании духов «Кенди Прада».

В 2012 году Леа представляла линию украшений «Prada Resort 2012».

Ее киноработами в 2012 году стали картины - «Прощай, моя королева», где она сыграла вместе с Дайан Крюгер, и «Сестра», в которой ее партнершей была Кейси Моттет Кляйн.

В 2013 году с участием Леи вышли картины «Гранд Централ» и «Жизнь Адель», в обоих фильмах она сыграла роли первого плана.