叶璇于1980年2月14日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,祖父母是大学教授,从小接受良好教育。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,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、120门功课全A,物理、化学成绩尤为突出的优异成绩同时被包括哈佛大学多家名校录取,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:如宋庆龄、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。