لیلا حاتمی در نهم مهر ۱۳۵۱ به دنیا آمد. پدرش علی حاتمی، کارگردان سرشناس سینمای ایران، و مادرش زری خوشکام، هنرپیشه سینما، بود. او در رشتهٔ ریاضی فیزیک در تهران دیپلم گرفت. وی در سن ۲۴ سالگی پدرش (علی حاتمی) را از دست داد. در مؤسسه پلی تکنیک فدرال لوزان در رشتهٔ مهندسی برق شروع به تحصیل کرد. تحصیل در این رشته را پس از دو سال نیمه کاره رها کرد و به دانشگاه لوزان، سوئیس رفت و آن جا ادبیات فرانسه خواند. به علت بیماری پدرش در ۱۳۷۵ تحصیل را نیمه کاره رها کرد و به ایران بازگشت. لیلا حاتمی تصویری که میبینید را در اینستاگرام خود منتشر کرد و نوشت:

زندگی رسم خوشایندی است
زندگی بال و پری دارد با وسعت مرگ
پرشی دارد اندازه عشق
زندگی چیزی نیست که
لب طاقچه عادت از یاد من و تو برود
✍️سهراب سپهری