Испанская актриса, обладательница премии «Оскар», известная в первую очередь по фильмам Педро Альмодовара.
С детства увлекалась танцами и джазом, с девяти лет стала ученицей Испанской национальной консерватории, где занималась классическим балетом, позже всерьёз увлеклась танцами, посещала различные танцевальные курсы. Четыре года училась искусству танца у Кристины Рота. В 15 лет стала сниматься в телешоу и музыкальных клипах. В 1991 году состоялся кинодебют актрисы в фильме «Греческий лабиринт». После премьеры Пенелопа, которой в то время было 17 лет, была госпитализирована с диагнозом «нервное истощение».
В 1992 году вышла картина с ее участием «Эра красоты», которая была отмечена национальными премиями и названа Американской киноакадемией лучшим иностранным фильмом. Но известность к Пенелопе пришла лишь в 1997 году, после съемок фильмов «Живая плоть» и «Открой глаза». В 1999 году Каннский фестиваль открылся фильмом Педро Альмодовара с ее участием «Все о моей матери». Считается музой этого режиссера, поскольку довольно часто снимается в его проектах.
В 2007 году получила первую в своей карьере номинацию на премию «Оскар» за роль в фильме «Возвращение».
В 2008 году на экраны вышли сразу три картины с участием актрисы: «Элегия», «Манолете» и «Вики Кристина Барселона». За роль в последнем она получила статуэтку «Оскар» в номинации «лучшая женская роль второго плана».
В дальнейшем сыграла в таких картинах, как «Разомкнутые объятия», «Девять», «Пираты Карибского моря: На странных берегах», «Советник», «Ма Ма» и многих других.
Замужем за испанским актером Хавьером Бардемом. У пары есть сын Леонардо.
