Леа Сейду родилась 1 июля 1985 года в городе Париж, Франция. Ее отец - кинобизнесмен Анри Сейду, мать - актриса Валери Шлюмберже. Внучка актера Жерома Сейду. В 7 лет Леа пошла в частную школу в Париже, где брала уроки в театральной студии.
За всю свою карьеру Леа украшала обложки таких журналов как: «Vogue», «L`Officiel», «Esquire», «Another Magazine», «Numero», и других. В 2015 году актриса стала лицом мужского журнала «Maxim». С 2015 года встречается с Андре Мейером. У пары есть сын - Жорж Мейер.
Актриса снялась в фильмах «Это всего лишь конец света», «Жизнь Адель», «Бесславные ублюдки», «Отель «Гранд Будапешт», «Полночь в Париже», «007: Спектр», «Лобстер», «Дневник горничной», «Сен-Лоран. Стиль - это я», «Красавица и чудовище», «Миссия невыполнима: Протокол Фантом», «Робин Гуд», «Девушки и ангелы», «На войне», «Прекрасная смоковница» и других.