叶璇于1980年2月14日出生于浙江省杭州市，父亲是浙江杭州人，母亲和姥姥都是浙江温州人，[10]祖父母是大学教授，从小接受良好教育。她从孩提时代就开始学习舞蹈、钢琴、书法等[11]。叶璇9岁时父母离异，10岁随父亲移民美国，并由爷爷奶奶陪同前往。13岁时，叶璇的爷爷奶奶由于不适应国外的生活回到了中国，此时的叶璇向父亲提出独立居住，她全权负责自己的生活与学业，勤工俭学。叶璇中学就读于美国纽约市的一所公立中学—约翰·杜威高中（John Dewey High School），在校时依旧保持优秀的成绩，理科尤佳，并于1998年获得有“小诺贝尔奖”之称的ISEF世界青年科学竞赛植物学一等奖。高中毕业时她以全纽约市第一名、180门功课全A，[12]物理、化学成绩尤为突出的优异成绩同时被多家名校录取，最终选择了位于美国波士顿西郊的新常青藤学府韦尔斯利大学（Wellesley College），并且取得全额奖学金，这所学校培养出很多名人：如宋庆龄、宋美龄、冰心、希拉里等。同时，她听取了父亲的建议，选择了“政治科学”的专业，以便将来从事政治家、律师之类的工作。[13-14]
1999年初，叶璇代表美国纽约前往香港参加第12届国际华裔小姐竞选（Miss Chinese International Pageant），成功摘得赛事冠军及最具古典美态奖。拿奖之后，作为国际华裔小姐竞选的主办单位，香港无线电视台（TVB）向刚满19岁的叶璇抛出了橄榄枝，邀请她加入TVB从事演艺类工作。这一年，叶璇刚刚成为世界女校“韦尔斯利大学”的一名新生，和很多“万般皆下品，惟有读书高”的中国传统父母一样，家中的长辈难以接受她签约TVB从艺，而惟一理解并且支持她的，只有继母。[15-16]
选美结束后，叶璇返回美国继续学习，在此期间，母校韦尔斯利大学对于她从事演艺类工作的想法给予了很大的支持，为其预留了学位。[17]而叶璇也在完成大学一年级的课程后，于1999年下半年回到香港与TVB签约，正式进入演艺行业。
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