Penelope Cruz Sanchez a spanyol fővárosban, Madridban született, 1974 április 28-án. Ott is nőtt fel testvéreivel, Eduardoval és Monicával együtt. Penelope mindig is nagyon szerette a művészeteket, különösen a balettet és a jazz-t. A tánc iránt érzett szenvedélye vezette, amikor a középiskola befejezése helyett idejét és energiáját a balettre fordította.

Pe, ahogy őt becézik, bár nem érettségizett le, de 4 évig színi tanulmányokat folytatott Cristina Rota iskolájában, New Yorkban. Miután dráma szakon végzett, és 10 éves klasszikus balett és 3 years spanyol balett gyakorlattal rendelkezett, Penelope kész volt arra, hogy tehetségét a kamerák előtt is megmutassa.

A nagy áttörés 17 éves korában történt, amikor szerepelt a Sonka, sonka c. filmben és a Belle Epoque-ban. A Franco-diktatúra előtti Spanyolországban játszódó filmben, Penelope egy gazdag ember 4 lánya közül az egyiket alakította. A Belle Epoque hatalmas sikerének köszönhetően - kilenc Goya - díjat (a spanyol "Oscar-díj") és a Legjobb külföldi filmnek játó Oscar-díjat kapta meg - Penelope világhíres sztárrá kezdett válni.