Карьеру манекенщицы Эммануэль Сенье начала в четырнадцать лет и стала моделью, снискав на этом поприще немалый успех, её фотографии появились на обложках известных журналов.
Дебютировала в кино в 1984 году в фильме режиссера Кристофера Франка «Год медуз». Следующей работой была роль багамской принцессы в фильме знаменитого французского мэтра Жана-Люка Годара «Детектив» (1985).
В 1989 году вышла замуж за Романа Поланского. Эмманюэль – третья жена режиссера. У Романа и Эммануэль родились двое детей: дочь Морган (род.1993) и сын Элвис (род.1998).
Лучшими актерскими работами Эммануэль Сенье стали роли в фильмах ее мужа знаменитого режиссера Романа Поланского - Мишель в триллере «Неистовый / Неукротимый / На грани безумия» (1988) и Мими в эротической ленте «Горькая луна» (1992), девушка из мистического триллера «Девятые врата» (1999).
В 1998 году Эммануэль выпустила свой первый американский фильм, в котором сыграла главную женскую роль в ленте «РПМ». Это история об угонщике, который решился на дерзкое преступление — кражу прототипа ультрасовременного суперкара. В том же 1998 году Эммануэль снялась в картине «Вандомская площадь». За эту работу актрису номинировали на премию «Сезар».
В 2002 году Эммануэль Сенье снялась в видеоклипе на музыкальную композицию «Hands Around My Throat» группы "Death in Vegas". В 2003 году она сыграла главную роль в фильме «Похититель тел». Картина рассказывает о том, как счастье семейной пары рушится в одночасье из-за страшного прошлого мужа. В 2009 году Сенье сыграла в своем первом хорроре — совместном проекте Италии и США «Джалло».
Между тем в фильмографии актрисы продолжали появляться и комедии, например, фильмы «Они поженились, и у них было много детей», «Четыре последние песни» и «Изменение планов». Однако «коньком» Сенье оставались психологические фильмы, через некоторое время она сыграла в ленте «Скафандр и бабочка» о мужчине, в прошлом редакторе глянцевого журнала, после инсульта оказавшемся полностью парализованным. Фильм был удостоен премии за режиссуру в Каннах в 2007 году.
В 2007 году Эммануэль сыграла в биографическом фильме об Эдит Пиаф «Жизнь в розовом цвете». В 2010 году Сенье закончила сниматься в фильме «Необходимое убийство», где её партнером стал Винсент Галло. Младшая сестра Эммануэль — Матильда Сенье — восходящая звезда французского кинематографа, которая уже успела поработать с Катрин Денев.