Emma Thompson sa narodila 15. apríla 1959 v Londýne hercovi a režisérovi Ericovi Thompsonovi a herečke Phyllidy Law. Vyštudovala anglickú literatúru a chcela sa venovať písaniu. Počas štúdia však na popud spolužiaka vstúpila do divadelného súboru Footlights. Ešte na univerzite režírovala divadelnú show Woman's Hour, ktorej bola autorkou.
Pre začiatok jej kariéry bol dôležitý rok 1985, keď účinkovala v úspešnom muzikáli Me and My Girl. Vďaka nemu získala svoju prvú rolu v seriáli Fortunes of War, ktorá jej hneď vyniesla najvyššie britské filmové ocenenie BAFTA. Cena však nebola to najdôležitejšie, čo získala. Zoznámila sa tu s Kennethom Branaghom, svojim neskorším manželom. V tej dobe bol Branagh vychádzajúcou hviezdou britského divadla a keď založil svoju vlastnú divadelnú spoločnosť Renaissance Theatre Company, vybral si do nej aj Emmu.
Jej filmovým debutom bola rola vo filme The Tall Guy, v ktorom sa objavila spoločne po boku Jeffa Goldbluma. Manžel ju obsadil do svojho režijného debutu Henrich V. Nasledovala snímka Dead Again (Znovu po smrti, 1991) a o rok neskôr historický film Howards End (Rodinné sídlo, 1992), ktorý Emmu Thompsonovú vyniesol medzi svetovú hereckú špičku. Za hlavnú rolu intelektuálky Margaret Schlegelovej získala Oscara, Zlatý Glóbus a cenu BAFTA.
Ešte v tom istom roku stihli Emma Thompson spolu s manželom Kennethom Branaghom ďalší filmový projekt Peter's Friends (Petrovi priatelia, 1992). Vrcholom ich spolupráce bola ďalšia adaptácia Shakespearovej hry Much Ado About Nothing (Veľa kriku pre nič, 1993).
V roku 1993 si Emma Thompsonová zopakovala spoluprácu s režisérom Jamesom Ivorym a svojím kolegom Anthonym Hopkinsom vo filme The Remains of the Day (Súmrak dňa, 1993). Presvedčivo sa v ňom zhostila úlohy slečny Kentonovej, ktorá prežíva nenaplnený vzťah s majordómom panstva (Hopkins) zviazaným absolútnou lojalitou k svojmu pánovi a prísnou spoločenskou hierarchiou. Dojemný príbeh vyniesol herečke nominácie na Oscara, Zlatý Glóbus a cenu BAFTA. V tom istom roku bola nominovaná na Oscara a Zlatý Globus aj za snímku In the Name of the Father (V mene otca, 1993). Nominácia za dva filmy v ten istý rok je naozaj výnimočnou udalosťou.
Menej úspešné bolo vystúpenie Emmy Thompsonovej v americkom remaku francúzskej komédie Otec alebo milenec pod názvom My Father the Hero (Môj otec hrdina, 1994). Nasledovala romantická dráma Carrington (Plamene lásky, 1995), v ktorej si zahrala maliarku Doru Carrington zamilovanú do homosexuálneho spisovateľa Lyttona Stracheyho. Vzápätí prišiel ďalší úspech v podobe filmu Sense and Sensibility (Rozum a cit, 1995). Emma Thompson bola nielen predstaviteľkou hlavnej úlohy, ale aj autorkou scenára, ktorý bol adaptáciou románu britskej spisovateľky Jane Austenovej. Za svoj herecký výkon bola nominovaná na Oscara a za scenár ocenenie aj získala.
Po dvojročnom oddychu sa Emma Thompson znovu vrátila pred kamery v komornej dráme The Winter Guest (Zimný hosť, 1997), ktorú nakrútil režisér a herec Alan Rickman. O rok neskôr vytvorila postavu manželky prezidentského kandidáta v podaní Johna Travoltu v politickej dráme Mikea Nicholsa Primary Colors (Farby moci, 1998).
V roku 2003 Emmy Thompson získala úlohu v divácky úspešnej romantickej komédii Love Actually (Láska nebeská) z pera majstra tohto žánru Richarda Curtisa. Ďalej účinkovala vo filme Imagining Argentina (Prekliata Argentína, 2003) v tandeme s hercom Antoniom Banderasom.
Objavila sa v dvoch pokračovaniach Harryho Pottera – Harry Potter and the Prisoner of Azkaban (Harry Potter a väzeň z Azkabanu, 2004) a Harry Potter and the Order of the Phoenix (Harry Potter a Fénixov rád, 2007). Vlani mohli diváci vidieť Emmu Thompsonovú napríklad v komédii Johny English Strikes Again (Johny English znovu zasahuje).