Sienna Guillory é filha do guitarrista folk americano Isaac Guillory e Tina Thompson, uma modelo inglesa. Os pais de Guillory a incentivaram a se expressar artisticamente enquanto ela crescia e isso levou à sua decisão de se tornar uma atriz. Ela foi educada na Gresham's School, Holt, Norfolk, Inglaterra e apareceu em peças da escola.
Seu intervalo de atuação aconteceu quando ela tinha 16 anos e foi escalada no filme de TV Riders (1993). Para apoiar sua carreira de atriz, Guillory também começou a modelar e apareceu em campanhas para empresas de alto nível como Armani e Dolce & Gabbana, além de agregar muitas capas de revistas. Seguiu-se um sucesso de atuação adicional na TV e nos filmes. Os projetos incluem The Time Machine (2002), Love Actually (2003) e a série de filmes 'Resident Evil'.
