艾瑪出生于巴黎，并在巴黎生活了5年，父母都是劍橋大學畢業的律師，在她5歲時，兩人因性格不合而離異。此后，艾瑪和弟弟亞歷克斯沃特森便跟隨父親定居倫敦 ?。

　　1995年9月，5歲的艾瑪進入Lynams School。1998年9月，8歲的艾瑪升入牛津郡的Dragon School，她在那里度過了5年的學校生活。在學校的戲劇演出中，她就總扮演領銜角色，包括《亞瑟王：青年時代》和《快樂王子》。7歲時艾瑪在一次校內演出中朗誦了James Reeves的詩作《海洋》，為她贏得了Daisy Pratt詩歌競賽桂冠。

　　2006年6月，艾瑪在GCSE考試十項科目中獲得了8個A+和2個A的優異成績。

　　1999年，9歲的艾瑪獲得了《哈利波特》中某個角色的試鏡機會。2000年8月，10歲的艾瑪在經歷了8輪試鏡后，被選中出演赫敏·格蘭杰，并陸續拍攝了8部哈利波特系列影片。

　　2001年上映的《哈利·波特與魔法石》是艾瑪的銀幕處女作，艾瑪因在該片中的表演獲得了5個獎項提名，并最終奪得青年藝術家獎的青年女演員獎。

　　2007年，《哈利·波特》系列的第五部電影《哈利·波特與鳳凰社》上映，創下首周收入達3.327億美元的票房紀錄。艾瑪也獲得了英國國家電影獎最佳女演員獎。同年7月9日，艾瑪與丹尼爾·拉德克利夫和魯伯特·格林特一起在好萊塢的中國戲院前留下了各自的手印、腳印和魔杖印 ?。同年，艾瑪接受了哈利波特之外的首個角色，在BBC拍攝的電視電影《芭蕾舞鞋》中扮演波琳。

　　2008年，艾瑪第一次參與動畫片配音。她在環球影業出品的《浪漫鼠佩德羅》中為豌豆公主配音。

　　2009年2月8日，艾瑪·沃特森作為頒獎嘉賓出席英國電影學院獎頒獎禮 ?。同年。艾瑪以straight A的成績就讀于布朗大學 ?。

　　2011年，艾瑪·沃特森獲得第13屆青少年選擇獎最佳科幻電影女演員和最佳夏日電影女星。4月，從布朗大學暫時休學。7月，在紐約宣布她將轉學至牛津大學 ?。

　　2012年9月8日，艾瑪·沃特森出席《壁花少年》在多倫多影節舉行的首映禮 ?。

　　2013年3月，艾瑪確認在《美女與野獸》中扮演女主角 ?。6月11日，艾瑪出席電影《珠光寶氣》首映禮 ?。6月14日，艾瑪主演的《亮閃閃的戒指》上映 ?。9月3日，艾瑪亮相2013GQ年度男性大獎紅毯 ?。9月底，艾瑪登上英國版《GQ》十月份封面 ?。

　　2014年1月12日晚，第71屆美國電影電視金球獎頒獎禮在洛杉磯舉行，艾瑪·沃特森作為頒獎嘉賓出席了頒獎禮 ?。3月2日晚，第86屆美國奧斯卡金像獎頒獎禮在洛杉磯舉行，艾瑪·沃特森與約瑟夫·高登-萊維特作為頒獎嘉賓為《地心引力》頒發最佳視覺效果獎 ?。

　　2015年1月，艾瑪·沃特森簽約主演迪士尼真人版電影《美女與野獸》，在片中飾演貝兒公主 ?。