Будущая звезда родилась 28 апреля 1974 года в Мадриде. Ее мать была парикмахером, а отец – скромным торговцем. Девушку привлекали танцы и джаз, она долгое время занималась балетом в Испанской консерватории, а затем посещала курсы танцев в Америке.
В 1991 году Пенелопа дебютировала в кино. Ее первым фильмом стал «Греческий лабиринт». Свой первый актерский гонорар девушка пожертвовала в фонд матери Терезы. Но куда больший успех к девушке пришел в 1992 году после фильма «Прекрасная эпоха», где девушка своим талантом заставила обратить на себя внимание. Известной Крус стала после фильмов «Живая плоть» и «Открой глаза», затем она сыграла в нескольких англоязычных лентах.
После фильма Педро Альмодовара «Все о моей матери», который вышел в 1999 году, и которому посчастливилось открыть кинофестиваль в Каннах, о Пенелопе Крус заговорили во всем мире. Ее партнерами по съемочной площадке были Мэтт Деймон, Николас Кейдж, Джонни Депп, Хавьер Бардем и другие звезды кино. В этом же году Пенелопа Крус начала работать в благотворительной организации Sabera Foundation, которая предоставляет детям и женщинам из Калькутты лекарства, а помимо этого, право получить достойное образование.
В 2002 году актриса заняла пост главы филиала этой организации. Сейчас Пенелопа Крус занимается поддержкой различных благотворительных программ, цель которых – создание больниц, школ, домов для бездомных. Также актриса оказывает помощь фондам, осуществляющим борьбу с туберкулезом в малоразвитых странах.
В 2009 году знаменитая актриса с радостью приняла предложение о проведении благотворительного мероприятия с целью собрать необходимые средства для исследования возможностей борьбы со СПИДом. Предложение это актриса получила от испанского режиссера Педро Альмодовара, который в свое время открыл ее дар миру.
Актриса старается привлечь внимание социума к различным проблемам, в частности, ее остро волнует нехватка доноров для больных раком. Пенелопа провела большую компанию по поддержке больных лейкемией на территории Великобритании.