Émilie Dequenne est née le 29 août 1981 à Belœil en Belgique.
Elle avait été révélée à 17 ans seulement pour son rôle dans Rosetta, des frères Dardenne, qui lui a valu le prix d’interprétation féminine au Festival de Cannes en 1999.
La comédienne a également reçu en 2021 le César de la meilleure actrice dans un second rôle, pour "Les Choses qu’on dit, les Choses qu’on fait" d'Emmanuel Mouret.
Elle s'est présentée à Cannes les cheveux courts, en 2024 pour marquer le 25e anniversaire de son triomphe avec les frères Dardenne, et pour promouvoir le film lourd de sens "Survive" de Frédéric Jardin.
celui ci sera son dernier film.