یلا حاتمی در رشتهٔ ریاضی فیزیک در تهران دیپلم گرفت. برای ادامهٔ تحصیل به لوزان سوئیس رفت. در دانشگاه پلی تکنیک در رشتهٔ برق شروع به تحصیل کرد. تحصیل در این رشته را پس از دو سال نیمه کاره رها کرد و به دانشگاه لوزان، سوئیس رفت و آن‌جا ادبیات فرانسه خواند. به علت بیماری پدرش در ۱۳۷۵ تحصیل را نیمه کاره رها کرد و به ایران بازگشت. در سال 1378 با علی مصفا ازدواج کرد.از آن پس در تهران زندگی می‌کند. وی دارای دو فرزند به نامهای مانی و عسل است.
اولین حضورش در سینما در نقش کودکی کمال‌الملک (در فیلم "کمال الملک" به کارگردانی پدرش علی حاتمی) بود. در سال ۱۳۷۰ در فیلم دلشدگان که آن هم ساختهٔ پدرش علی حاتمی بود ایفای نقش کرد و پس از آن در ۱۳۷۵ برای اولین بار در یک کار سینمایی در فیلمی که کارگردان‌اش پدرش نبود ( فیلم لیلا از داریوش مهرجویی) نقش یک زن نازا را ایفا کرد و برای آن دیپلم افتخار جشنواره فیلم فجر را گرفت. فیلم موفق دیگر او آب و آتش بود که در آن نقش یک زن روسپی (مریم) را به خوبی اجرا کرد. بازی آتیلا پسیانی زوج و پسر عموی مریم از نکات درخشان دیگر فیلم بود.
او در بیشتر فیلم هایش نقش زنی از طبقات بالای اقتصادی یا فرهنگی جامعه، با روحیه خونسرد و شخصیت مستقل و محکم را بازی کرده است.
محصولی عجیب از لامبورگینی 