Penélope Cruz a spanyol fővárosban, Madridban született 1974. április 28-án. Gyermekkorában magával ragadta a balett világa, de a táncot később más művészeti ág váltotta fel. A színészet viszonylag későn, csak kamasz korában keltette fel az ijfú Penélope érdeklődését. Nem művészcsaládból származik, szülei átlagosnak mondható munkákat végeztek: édesanyja fodrászként, édesapja pedig autószerelőként dolgozott. Különlegessége, hogy több nyelven beszél és játszik is, ezért különféle produkciókban és szerepekben jól bevált színésznőnek számít a szakmában. Penélope Hollywoodban nyelvtudásával kiemelkedik a korosztályából, hiszen angolul, spanyolul, franciául és olaszul egyaránt magas szinten kommunikál.

A filmszakma kamaszkorában Pedro Almodóvar hatására kezdte el érdekelni. Meghallgatásokra kezdett járni és ügynököt keresett, ám fiatal kora miatt sok helyről elutasították, végül 1989-ben, 15 éves korában sikerrel járt. Egy tehetségkutató ügynökség a szárnyai alá vette, és Cruz több klipben és tévéműsorban is feltűnt. A filmes debütálás sem váratott sokat magára, 1992-ben szerepet kapott az El laberinto griego című filmben
Sonka, sonka
A Sonka, sonka egy 1992-ben készült spanyol vígjáték, amely valójában a tehetséges színésznő debütáló alkotása volt. Először játszott nagyjátékfilmben: Silviát, a fiatal spanyol kisvárosban élő lányt alakította. Kiváló játékával meggyőzte a mozinézőket és a szakmabelieket is, és a szerep új lehetőségeket nyitott számára a filmiparban.
A szerep, amely Oscart hozott
Filmes karrierje során számos világhírű rendezővel dolgozott együtt, köztük az Oscar-díjas nagyágyúval, Woody Allennel. A Vicky Christina Barcelonát 2008-ban mutatták be, és Penélope Cruz mellett Scarlett Johansson és Rebecca Hall is feltűnt a képernyőn. Az amerikai–spanyol koprodukcióban készült romantikus film középpontjában két amerikai nő barcelonai nyári kalandja áll. A spanyol sztár a filmben nyújtott alakításáért megkapta a legjobb női mellékszereplőnek járó Oscar-díjat.