Уна Кастилья Чаплин родилась 4 июня 1986 года в Мадриде, в семье чилийского кинематографиста Патрисио Кастильи и британо-американской актрисы Джеральдины Чаплин (дочери Чарли Чаплина и его последней жены Уны О’Нил).

Детство Уны прошло в частых переездах, связанных с актерской карьерой ее матери. Дольше всего она проживала в Испании, Англии, Шотландии, Швейцарии и Кубе.

В совсем юном возрасте Уна начала посещать танцевальные школы, где училась танцевать сальсе и фламенко.

В возрасте 15 лет Уна Чаплин начала изучать драму в школе Гордонстаун в Шотландии. Во время учебы в школе она принимала участие в нескольких школьных постановках, с которыми их театр гастролировал Соединенным королевством. Так, Уна играла в адаптациях «Ромео и Джульетта» и «Сон в летнюю ночь». Последняя была выполнена на Эдинбургском фестивале.

В 2007 году Уна Чаплин окончила Королевскую академию драматического искусства, в которую поступила сразу после окончания Гордонстауна.

В том же 2007 году началась ее карьера на телевидении, Уна исполнила роль Кейт в сериале «Призраки».

В 2008 году она засветилась во франшизе о Джеймсе Бонде, в картине «Квант милосердия» с Дэниэлом Крэйгом в главной роли, где исполнила роль девушки на ресепшне.

В 2009 году Уна появилась в главной роли в триллере «Изображение смерти», а в 2010 году - в роли Линды в английской драме «Кровь пеликана».

В 2011 году актриса исполнила роль красавицы в биографическом триллере «Двойник дьявола». В том же году Уна приступила к исполнении роли Марни Мэдден в сериале «Час».

В 2012 году она появилась в одном из эпизодов мини-сериала «Шерлок» с Бенедикт Камбербэтчом и Мартином Фрименом в главных ролях.

Также в 2012 году Уна Чаплин приступила к исполнению роли Талисы Мэйгир в сериале «Игра престолов», которую играла в течение двух сезонов.

В 2013 году Уна исполнила роль Джулианна в комедии «Дружба и никакого секса», а также появилась в пяти эпизодах сериала «Свидание».

В 2014 году с ее участием вышло три кинокартины – «В воздухе», «Чистилище» и «Сердце Гаваны и удары». В том же году актриса исполнила главную роль в мини-сериале «Багряное поле».

В 2015 году Уну можно было увидеть в роли Рут в драме «Дальняя дорога», а также в главной роли в итальянском мюзикле «Сердце Гаваны и удары». В том же году Уна Чаплин приступила к съемкам в фантастической картине «Проект Лазарь», выход которой ожидается в 2016 году.