ولدت ليلى رستم في مدينة الإسكندرية في الثاني عشر من نوفمبر عام 1927. وبدأت حياتها الفنية بعيد انتقالها إلى مدينة القاهرة عندما اكتشفها الأخوان محمد وعلي رضا شقيقان أصحاب شركة سينمائية عندما شاهدوها في بستان إسكندرية الشهير. فقدموها في دور صغير خلال فيلم "بياعة اليانصيب".
توالت بعدها أعمال ليلى رستم الفنية حيث شاركت في العديد من الأفلام مع أبرز نجوم هذه الحقبة مثل "حسين صدقي" و"يوسف وهبي" و"عماد حمدي". إلا أن شهرتها الحقيقية جاءت من خلال أدوارها في أفلام "سمارة" و"العزيمة" و"ظلموني الناس".
تميزت ليلى رستم بجمالها الفاتن الذي كان سرًا في نجاحها، حيث لُقبت في زمنها بـ "ملكة جمال الشاشه المصرية" وكان هذا اللقب أحد أبرز الألقاب التي أُطلقت عليها بسبب ملامح وجهها الهادئة والبشرى التي كانت تتميز بها.
بالإضافة إلى موهبتها الفنية المتميزة حيث كانت تتمتع بموهبة التمثيل الفريدة التي أكسبتها المزيد من الشهرة والنجاح في زمنها، كما أن أفلامها حظيت بشهرة واسعة وانتشار كبير ليس فقط في مصر بل في جميع الدول العربية.
تزوجت ليلى رستم ثلاث مرات الأولى من أنور وجدي، والثانية من صلاح ذو الفقار، والثالثة من د. أحمد عبد البديع.
اعتزلت ليلى رستم التمثيل بعد فيلم "بائعة الخبز" عام 1953، وتفرغت للحياة الأسرية. توفيت في 29 يناير عام 2000 بسبب مرض السرطان.