Gabrielle-Émilie Le Tonnelier de Breteuil nació el 17 de diciembre de 1706 durante el reinado de Luis XIV. Desde muy temprana edad tuvo el deseo de saber e hizo todo lo que estuviera a su alcance para tener conocimiento sobre todo lo que le diera curiosidad, sus padres eran intelectuales y tenían un gran respeto por el conocimiento.
Demostró que tenía una inteligencia excepcional, a los diez años había leído Cicerón y estudiado matemáticas y metafísica y a los doce hablaba inglés, italiano, español y alemán y traducía textos en latín y griego como los de Aristóteles y Virgilio. Su estudio de Descartes le hizo comprender la relación entre metafísica y ciencia lo que le dió un pensamiento claro y metódico donde dominaba la razón. Su forma de pensar era la deducción, otros como la inducción no funcionaban para ella.
A los 27 años cuando nació su tercer hijo, frecuentó la corte, a Émilie siempre le gustaron los lujos de la famosa corte de Versalles. Gracias a su posición pudo tener algunos buenos matemáticos como profesores como Pierre Louis Moreau de Maupertuis (1698-1759), quien más tarde alcanzaría la fama por ir al polo norte por demostrar que la tierra no era alargada como creían los seguidores de Descartes, sino achatada como decían las teorías newtonianas. Cuando Moreau se fue a la expedición, le aconsejó tomar clases con Clairaut, al que llamó “su maestro en geometría y su iniciador en astronomía”.
Cuando el 6 de mayo de 1734 Voltaire tuvo que huir de París para huir de la justicia, Émilie decidió irse a vivir con él, y formaron una pareja inseparable, con muchos intereses en común. En él encontró al compañero de discusiones, al filósofo, al hombre de espíritu que ella necesitaba. La relación entre ellos duró el resto de su vida, trabajaron y estudiaron y sus salones fueron centro de intelectuales de toda Europa que iban a aprender con ella. En su amplia correspondencia se pueden leer cartas de los grandes matemáticos de la época, como Johann Bernoulli, además de Maupertuis y Clairaut. Formaron una biblioteca de más de diez mil volúmenes, mayor que las de la mayoría de las universidades.
En 1749 nació su cuarta hija y todo parecía estar bien, pero un día Émilie de Châtelet estaba en su despacho escribiendo sobre las teorías de Newton, cuando 8 días más tarde, repentinamente murió.