Emily Jean «Emma» Stone nació en Scottsdale, Arizona, hija de Krista (Yeager), una ama de casa, y Jeffrey Charles Stone, fundador y CEO de una empresa contratante. Ella es de ascendencia sueca, alemana y británica. Stone comenzó a actuar como niña como miembro del Valley Youth Theatre en Phoenix, Arizona, donde debutó en el escenario en una producción de «The Wind in the Willows» de Kenneth Grahame. Apareció en muchas más producciones durante su adolescencia hasta que, a la edad de quince años, decidió que quería hacer de la actuación su carrera.

La historia oficial es que hizo una presentación de PowerPoint, respaldada por «Hollywood» de Madonna y titulada «Proyecto Hollywood», en un intento de persuadir a sus padres para que la dejaran retirarse de la escuela y se mudaran a Los Ángeles. El lanzamiento fue exitoso y ella y su madre se mudaron a Los Ángeles con su educación completa en casa mientras ella pasaba sus días audicionando.

Tuvo su gran avance en la televisión cuando ganó el papel de Laurie Partridge en el programa de talento / realidad VH1 In Search of the Partridge Family (2004) que le llevó a varios pequeños papeles en la televisión en los años siguientes. Su debut en el cine fue como Jules en Superbad (2007) y, después de una serie de actuaciones exitosas, su papel principal como Olive en Easy A (2010) la estableció como una estrella.

Ha participado prestándole su voz a personajes animados como a Eep en The Croods (2013) y The Croods 2 (2020).