Родилась 1 июля 1985 года в Париже, в одной из самых влиятельных семей Франции у кинобизнесмена Анри Сейду и актрисы Валери Шлюмберже. Её дед Жером Сейду является французским актёром и председателем французской кинокомпании Pathé. А двоюродный дедушка актрисы Николя Сейду руководит другой ведущей киностудией — Gaumont. Друзьями семьи были Мик Джаггер, Кристиан Лубутен, многие политики и бизнесмены. Когда Сейду было три года, её родители развелись. Отец жил в Париже, а мать перебралась в Сенегал и открыла там центр помощи женщинам, ставшим жертвами насилия. У актрисы есть одна родная сестра — Камиль Сейду, которая также работает в кинематографе, но стилистом. В 7 лет Леа пошла в частную школу в Париже, где брала уроки в театральной студии, занятия давались ей с трудом. С 14 лет актриса страдала приступами паники и клаустрофобии, она боялась большого количества людей, замкнутого пространства. В какой-то момент безумие подступило к ней так близко, что Сейду избегала транспортных средств, метро, самолётов и т. п., с ней работали лучшие психологи Франции. По словам самой актрисы, ей ничего не помогало, пока директор школы, в которой училась Леа, Жан-Бернан Фетусси (фр.)русск., которому она благодарна по сей день, помог ей избавиться от комплексов, страхов благодаря театральным курсам, на которых он преподавал. Леа перестала стесняться своего тела, и решила стать актрисой. Вскоре после школы, Сейду поступила в театральный институт.