叶璇出生于浙江省杭州市，父亲是浙江杭州人，母亲和姥姥都是浙江温州人，祖父母是大学退休教授，从小接受良好教育，小学就读于原杭州朝晖四小小学(现为杭州市现代实验小学)。

她从孩提时代就开始学习舞蹈、钢琴、书法等。叶璇9岁时父母离异，10岁随父亲移民美国，并由爷爷奶奶陪同前往。13岁时，叶璇的爷爷奶奶由于不适应国外的生活回到了中国，此时的叶璇向父亲提出独立居住，

而后她全权负责自己的生活与学业，勤工俭学。叶璇中学就读于美国纽约市的一所公立中学—约翰·杜威高中(John Dewey High School)，在校时依旧保持优秀的成绩，理科尤佳。

并于1998年获得有“小诺贝尔奖”之称的ISEF世界青年科学竞赛植物学一等奖。高中毕业时她以全纽约市第一名、180门功课全A，物理、化学成绩尤为突出的优异成绩同时被多家名校录取，

最终选择了位于美国波士顿西郊的新常青藤学府韦尔斯利大学(Wellesley College)，并且取得全额奖学金，这所学校培养出很多名人：如宋美龄、冰心、希拉里等。

同时，她听取了父亲的建议，选择了“政治科学”的专业，以便将来从事政治家、律师之类的工作。