Penélope Cruz est née à Madrid. Elle étudie trois ans le ballet avec Angela Garrido, et neuf ans la danse au Conservatoire National de Madrid. C'est l'érotomane convaincu Bigas Luna qui la découvre, lors d'un casting pour son sulfureux Les vies de Loulou. Elle n'a alors que 15 ans et est beaucoup trop jeune pour le rôle-titre. Mais ce n'est que partie remise, et le réalisateur, deux ans plus tard
Elle a pour sœur l'actrice Monica_Cruz .