لیلا حاتمی در نهم مهر ۱۳۵۱ در تهران به دنیا آمد. پدر لیلا حاتمی علی حاتمی، کارگردان سرشناس سینمای ایران، و مادرش زری خوشکام، هنرپیشه سینما بود. او در رشتهٔ ریاضی فیزیک در تهران دیپلم گرفت. لیلا حاتمی در مؤسسه پلی‌تکنیک فدرال لوزان شروع به تحصیل کرد. لیلا حاتمی تحصیل در این دانشگاه را پس از دو سال نیمه کاره رها کرد و به دانشگاه لوزان، سوئیس رفت و آن‌جا ادبیات فرانسه خواند. لیلا حاتمی به علت بیماری پدرش در ۱۳۷۵ تحصیل را نیمه‌کاره رها کرد و به ایران بازگشت.
به گزارش سینمابرتر، لیلا خاتمی با لباس تک و خاص و براق خود پستی در اینستاگرام 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
