Сушмита Сен родилась 19 ноября 1975 года в Хайдарабаде, Индия, в бенгальской семье. Её отец, Шубир Сен, был бывшим командующим крыла ВВС Индии, а мать, Субхра Сен, — дизайнером ювелирных изделий.
В 1994 году в возрасте 18 лет Сушмита Сен выиграла конкурс «Мисс Индия», что дало ей право представлять свою страну на конкурсе «Мисс Вселенная». В том же году она завоевала корону «Мисс Вселенная», став первой индианкой, удостоенной этого титула. Эта историческая победа сделала её источником вдохновения для многих женщин в Индии.
После триумфа на конкурсе «Мисс Вселенная» Сушмита Сен начала свою актёрскую карьеру в киноиндустрии хинди. Её дебют состоялся в 1996 году в триллере «Дастак». Затем она снялась в тамильском боевике «Защитник» 1997 года, который на тот момент был одним из самых дорогих индийских фильмов. В 1999 году она получила премию Filmfare за лучшую женскую роль второго плана за роль в комедии «Жена номер один».
Среди других её заметных работ — фильмы «Глаза» 2002 года, «Время: Когда наступает удар» 2003 года и «Я рядом с тобой» 2004 года, который стал одним из её самых больших коммерческих успехов. Она также снималась в таких популярных комедиях, как «Почему я так любил?» 2005 года. Сушмита Сен продолжала работать в различных жанрах, включая бенгальский фильм «Немой» 2015 года. В 2020 году она дебютировала на телевидении, исполнив главную роль в сериале «Арья», за который получила признание.
Сушмита Сен известна своей прогрессивной личностью. Она стала матерью двух приёмных дочерей: Рене, которую она удочерила в 2000 году, и Алисы, присоединившейся к семье в 2010 году. Она открыто рассказывала о своей борьбе с болезнью Аддисона, которая требует пожизненного приёма стероидных препаратов.