पद्मा का जन्म सितंबर 1970 में चेन्नई के अयंगर ब्राह्मण परिवार में हुआ. पिता वियाग्रा बेचने वाली कंपनी फाइजर में काम करते थे. मां विजया नर्स थीं, जो बाद में पति से अलगाव के बाद न्यूयॉर्क सैटल हो गईं. जब मां पिता अलग हुए तब पद्मा सिर्फ एक साल की थीं. फिर उनका जीवन चेन्नई में दादा-दादी और न्यूयॉर्क में मां के साथ बीता.
साल 1984 में जब पद्मा 14 साल की थीं, तब भयानक बीमार पड़ गईं. उन्हें स्टीवंस जॉनसन सिंड्रोम नाम की बीमारी थी. यह बीमारी कुछ खास दवाओं के प्रति अतिरिक्त संवेदनशीलता के चलते होती है. दो हफ्ते बाद पद्मा को अस्पताल से छुट्टी मिली. उसके दो दिन बाद कैलिफोर्निया में उनका एक्सिडेंट हो गया. इसके चलते उनके दायें हाथ में जबरदस्त चोट आई, जिसकी सर्जरी का निशान आज भी नजर आता है.
इस एक्सिडेंट में उन्हें सात इंच का जख्म हुआ. इसके अलावा उनका दायां कूल्हा और बांह का ऊपरी हिस्सा भी छतिग्रस्त हो गया.
लक्ष्मी ने मैसाचुसेट्स के एक कॉलेज से थिएटर आर्ट्स में ग्रेजुएशन किया. वह तमिल, इंग्लिश, हिंदी, इटैलियन और स्पैनिश भाषाएं बोलती हैं.
18 साल की पद्मा छुट्टी के दौरान स्पेन के मैड्रिड शहर के एक कैफे में बैठी थीं. तभी एक मॉडलिंग एजेंट की उन पर नजर पड़ी. यहीं से जिंदगी की राह बदल गई.
पद्मालक्ष्मी ने वर्साचे, अरमानी और फैरेटी जैसे टॉप डिजाइनर्स के लिए काम किया. इस दौरान वह कॉस्मोपॉलिटन, वोग इंडिया, एफएचएम, हार्पर बाजार जैसी मैगजीन के कवर पर नजर आईं.
बकौल पद्मा वह पहली भारतीय मॉडल थीं, जिसका पैरिस, मिलान और न्यूयॉर्क की फैशन इंडस्ट्री में बतौर मॉडल दाखिला हुआ.
साल 1999 में उनकी कुक बुक 'ईजी एग्जॉटिक' को बेस्ट फर्स्ट बुक का गौरमैंड बर्ल्ड कुकबुक अवॉर्ड मिला. इसके बाद उन्होंने 'पदमाज पासपोर्ट' नाम का फूड शो किया.
मॉडलिंग और एक्टिंग से मिले पैसों से पदमा ने अपनी पढ़ाई पूरी की.
एक्टिंग में लक्ष्मी को पहला ब्रेक मिला इटैलियन मर्डर मिस्ट्री फिल्म
'फिगलिओ डी सांदोकान' में. बॉलीवुड डेब्यू हुआ कटरीना कैफ के साथ 2003 में
आई फिल्म 'बूम' में. इसमें वह शीला बार्डेज बनी थीं. एक ऐसी सुपर मॉडल का
किरदार था यह, जिस पर हीरे चुराने का इल्जाम है.
रिएलिटी कुकरी शो टॉप शेफ के लिए उन्हें ऐमी अवॉर्ड भी मिला. लक्ष्मी ने कहा है कि वह तमिल सिनेमा में काम करना चाहती हैं, उनकी कमल हासन से मिलने की ख्वाहिश भी जग जाहिर है.
17 अप्रैल 2004 को पद्मा ने चर्चित उपन्यासकार सलमान रुश्दी से न्यूयॉर्क में शादी की. रुश्दी पदमा से 23 साल बड़े हैं. दोनों की मुलाकात 1999 में एक पार्टी में हुई थी.
2 जुलाई 2007 को दोनों ने आपसी रजामंदी से तलाक के लिए केस फाइल कर दिया. कहते हैं कि रुश्दी के नॉवेल 'फ्यूरी' का एक केंद्रीय किरदार पद्मा से ही प्रेरित है. रुश्दी ने यह किताब भी उन्हें ही समर्पित की है.
लक्ष्मी ने प्रिंसेस डायना के फाइनेंसर रहे थियोडोर टेडी फोर्स्टमैन को नवंबर 2011 में टेडी की डेथ तक डेट किया.
कहते हैं कि टेडी ने पद्मा की बेटी कृष्णा के लिए एक बड़ी धनराशि वसीयत में दी है.
पद्मालक्ष्मी का रिचर्ड गेर के साथ भी छह महीने अफेयर रहा. भारत में वह लाइम लाइट में आईं सलमान रुश्दी से शादी और फिल्म 'बूम' में एक्टिंग को लेकर. फिर वह कुकरी शो 'टॉप शेफ' के चलते मशहूर हुईं.