Emilia Clarke lahir di London dan dibesarkan di Oxfordshire, Inggris. Ayahnya adalah seorang insinyur suara teater dan ibunya seorang wanita bisnis. Saat berusia 3 tahun, ia mulai tertarik dunia akting saat ibunya membawanya menonton pertunjukan teater Show Boat, yang menjadi awal minatnya.

Ia bersekolah di St. Edward's School di Oxford dari tahun 2000 hingga 2005, dan tampil di dua drama sekolah. Selanjutnya, Emilia belajar akting di Drama Centre London, ikut serta dalam 10 pertunjukan. Ia pertama kali muncul di televisi sebagai pemeran tamu di Doctors tahun 2000.

Setelah lulus dari Drama Centre London pada 2010, Emilia mendapatkan peran film pertamanya di Triassic Attack. Pada 2011, ia mendapatkan terobosan besar saat menggantikan Tamzin Merchant dalam Game of Thrones, setelah syuting pilot episode. Ia juga pernah tampil di Broadway sebagai Holly Golightly di Breakfast at Tiffany's.

Dalam dunia perfilman Hollywood, Emilia memerankan Sarah Connor di Terminator Genisys tahun 2015, beradu akting dengan Arnold Schwarzenegger. Ia juga membintangi Me Before You sebagai Louisa Clark dan Solo: A Star Wars Story sebagai Qi'ra, kedua film ini sukses secara komersial.

Di luar karier, Emilia aktif dalam kegiatan amal. Ia menjadi duta Royal College of Nursing pada 2018 dan mendukung kampanye Nursing Now sejak 2019. Ia juga memulai organisasi SameYou pada 2019, untuk meningkatkan akses rehabilitasi neuro bagi mereka yang mengalami cedera otak atau stroke.

Emilia mengungkapkan bahwa ia pernah mengalami aneurisma otak yang mengancam nyawa sebanyak dua kali, pada 2011 dan 2013. Ia menginisiasi berbagai kegiatan untuk meningkatkan kesadaran tentang kesehatan dan pemulihan otak, serta membantu mereka yang mengalami masalah serupa.