لیلا خاتمی متولد 9 مهر 1351 است. پدرش علی خاتمی کارگردان معروف سینمای ایران و مادرش زری خوشکام بازیگر سینما بود.
در سال 1377 با علی مصفا ازدواج کرد. او از آن زمان در تهران زندگی می کند. او دو فرزند به نام های مانی و عسل دارد. لیلا خاتمی همچنین به پنج زبان انگلیسی، فرانسوی، فارسی، آلمانی و ایتالیایی صحبت می کند.
لیلا خاتمی فارغ التحصیل رشته ریاضی و فیزیک در تهران است. تحصیل در رشته مهندسی برق را در دانشگاه پلی تکنیک تهران (دانشگاه صنعتی امیرکبیر) آغاز کرد. تحصیلات خود را در این رشته پس از دو سال کار نیمه وقت رها کرد و به دانشگاه لوزان سوئیس رفت و در آنجا ادبیات فرانسه خواند.
به دلیل بیماری پدرش در سال ۱۳۷۵ تحصیل را نیمه وقت رها کرد و به ایران بازگشت. در سال 1377 با علی مصفا ازدواج کرد. او از آن زمان در تهران زندگی می کند. او دو فرزند به نام های مانی و عسل دارد. لیلا خاتمی همچنین به پنج زبان انگلیسی، فرانسوی، فارسی، آلمانی و ایتالیایی صحبت می کند.