Emily Blunt est la fille d'une ancienne actrice devenue professeur, Joanna Mackie, et d'un avocat, Oliver Simon Peter Blunt.
Elle est découverte à l'âge de 16 ans, et débute une carrière artistique alors qu'elle est encore étudiante. En 2003, elle fait ses débuts sur grand écran dans Boudica. A la télévision, elle se fait remarquer par sa performance dans la minisérie Henry VIII. My Summer of love (2004), un film où elle incarne une jeune lesbienne, la révèle aux yeux du public britannique. En 2005, face à Bill Nighy et Miranda Richardson, dans Gideon's Daughter, elle reçoit un Golden Globe.
En 2006, le grand public international la découvre, face à Anne Hattaway et Meryl Streep dans Le Diable s'habille en Prada.
Suivront La Guerre selon Charlie Wilson, Victoria : les jeunes années d'une reine, Wolfman, Les Voyages de Gulliver (un film pour lequel elle se voit obligé de décliner une participation à Iron Man 2).
 
Emily Blunt a vécu un temps avec le chanteur Michael Bublé. Les deux artistes s'étaient rencontrés en 2005. Elle a d'ailleurs chanté sur le titre Me and Mrs. Jones, de l'album Call Me Irresponsible de son boyfriend. Leur liaison a pris fin en 2008.
En 2008, elle fait la rencontre du cinéaste John Krasinski. Le mariage s'est déroulé en 2010.