Comenzó su carrera apareciendo en obras teatrales en el Valley Youth Theatre de Phoenix como Las aventuras de Alicia en el país de las maravillas y Joseph and the Amazing Technicolor Dreamcoat, y debutó en televisión en The New Partridge Family (2005), sin embargo, solo se produjo un episodio piloto. Su primer papel en cine se dio en la comedia de Greg Mottola Superbad (2007), junto a Michael Cera y Jonah Hill. Obtuvo reconocimiento por sus trabajos posteriores en producciones como easy A (2010) y The Help ( 2011 ) en las cuales fue protagonista y que determinaron excelentes críticas para la actriz.
Con The Amazing Spider-Man en 2012, —junto a Andrew Garfield — la actriz alcanzó la fama mundial, al convertirse en su película más taquillera. Mientras que con la siguiente entrega del filme titulado The Amazing Spider-Man 2: Rise of Electro en 2014, recibió buenas críticas por parte de los especialistas. Luego con Birdman al lado de Michael Keaton, significó una de sus mejores interpretaciones en toda su carrera, y por la cual obtuvo su primera nominación a los Óscar, como actriz de reparto, Sin embargo es con La La Land junto a Ryan Gosling, con la cual alcanzó la aclamación mundial, ganando diversos premios y recibió elogios de los críticos.
Además de su vocación como actriz, también ha incursionado en la escena musical, al protagonizar la obra teatral Cabaret como Sally Bowles. Asimimismo ha aparecido en las bandas sonoras de algunas películas en donde ha aparecido, como la de La La Land, donde interpretó seis temas.
Emily Jean Stone nació el 6 de noviembre de 1988 en Scottsdale, Arizona, hija de la ama de casa, Krista Jean Stone —apellido de soltera: Yeager— y de Jeffrey Charles Stone, fundador y CEO de una empresa de contratación general. Entre los 12 y 15 años, Stone vivió en el resort Camelback Inn. Stone tiene un hermano menor, Spencer. Su abuelo paterno, Conrad Ostberg Sten, era de una familia sueca que anglicizó su apellido a «Stone» cuando inmigraron a los Estados Unidos a través de la Isla Ellis. También tiene ascendencia alemana, inglesa, escocesa e irlandesa.
De niña, Stone tenía cólico del lactante y lloraba con frecuencia, por lo que desarrolló nódulos y callos en sus cuerdas vocales, cuando era pequeña. Stone asistió al Sequoya Elementary School y luego al Cocopah Middle School para cursar sexto grado. A pesar de no gustarle mucho los estudios, ha declarado que su naturaleza de control significaba que «me aseguré de tener todas los As». Stone sufrió ataques de pánico en su niñez, lo que le causó dificultad para relacionarse socialmente. Aunque fue sometida a terapia, afirma que participar en obras de teatro locales fue lo que realmente la ayudó a curar sus ataques. Ella recuerda:
« La primera vez que tuve un ataque de pánico estaba sentada en la casa de un amigo, y pensé que la casa se incediaba. Llamé a mi madre y ella me trajo a casa, y durante los próximos tres años simplemente no se detendría. Me gustaría ir a la enfermera en el almuerzo la mayoría de los días y solo torcer mis manos. Le pedía a mi mamá que me dijera exactamente cómo iba a ser el día, luego pregunte de nuevo 30 segundos después. Solo necesitaba saber que nadie iba a morir y que nada iba a cambiar».
Stone se atrajo por la actuación desde los cuatro años ; inicialmente se interesó por el sketch, pero cambió su foco hacia el teatro musical, y tomó lecciones vocales varios años. Su debut como actriz, a la edad de 11 años, llegó en la producción teatral The Wind in the Willows, interpretando el personaje de Otter. Stone fue educada en casa por dos años, tiempo en el cual apareció en dieciséis producciones en el Valley Youth Theatre de Phoenix —incluyendo: Winnie the Pooh, La princesa y el guisante, Joseph and the Amazing Technicolor Dreamcoat, Titanic y Las aventuras de Alicia en el país de las maravillas — y actuó con la compañía de comedia de improvisación del teatro. Alrededor de ese tiempo, viajó a Los Ángeles y audicionó sin éxito para un papel en la serie de televisión de Nickelodeon All That. Sus padres más tarde la enviaron a clases privadas de actuación con un entrenador de actuación local, que había trabajado en la Agencia William Morris en la década de 1970.
Stone asistió al Xavier College Preparatory —un colegio católico solo para niñas— como estudiante de primer año, aunque se retiró después de un semestre para convertirse en actriz. Stone preparó una presentación en PowerPoint para sus padres titulada «Project Hollywood » —con la canción « Hollywood » (2003) de Madonna como fondo— para convencerlos de que la dejaran trasladarse a California para seguir su carrera de actor. En enero de 2004, se mudó con su madre a un apartamento en Los Ángeles. Ella recuerda: «Fui a cada uno de los espectáculos en Disney Channel e hice una audición para interpretar a la hija en cada sitcom», agregando, «terminé sin obtener ninguno». Entre las audiciones para los papeles, se matriculó en las clases de secundaria on-line y trabajó medio tiempo en una panadería para perros.
Cuando Stone se registró en el Screen Actors Guild, el nombre «Emily Stone» ya estaba registrado.
