Née le 1er mars 1982, Noémie Saglio a peu d’écart d’âge avec sa demi-sœur, Léa Seydoux. En effet, à l’âge de seize ans, leur mère, Valérie Schlumberger, convole en premières noces avec l’ethnologue Christian Saglio, avec qui elle a trois enfants, dont Noémie, avant de rencontrer Henri Seydoux.

Promise à de grandes études, elle intègre l’Institut d'Études Politiques de Lille après une hypokhâgne et y étudie les sciences sociales de 2000 à 2004.

Cependant, elle aspire un temps à être actrice et décroche même en 2006 un petit rôle dans la série Rose et Val. Peu convaincue par son talent, la jeune femme préfère l’envers du décor. Quelque temps plus tard, le destin frappe à sa porte quand on lui propose d’adapter en documentaire pour Arte son mémoire de fin d’études.

C’est la révélation et elle lâche tout pour intégrer la National Film and Television School, à Londres. En 2012, pour Canal +, la jeune femme a l’opportunité de scénariser et réaliser un téléfilm avec Maxime Govare, Les Voies Impénétrables.

C’est ensuite sur une plage de Corse alors qu’elle est en vacances qu’elle croise la route d’Éloïse Lang. Ensemble, elles créent la pastille humoristique Connasse avec Camille Cottin dans le rôle principal et diffusée sur la même chaîne. Le programme qui se base sur un concept de caméra cachée fait le buzz dès sa diffusion.

En parallèle, Noémie Saglio se lance dans la réalisation de son tout premier long-métrage avec Maxime Govare, Toute Première fois (2015).

Cette même année, elle décide avec sa comparse Éloïse Lang d’adapter Connasse au cinéma avec Connasse, princesse des cœurs. Aussi à l’aise sur le petit que sur le grand écran, elle fait à nouveau appel à Camille Cottin dans le long-métrage Telle mère, Telle fille, avec également Juliette Binoche (2016).

Deux ans plus tard, Netflix la sollicite pour écrire et réaliser une série, Plan cœur. Entre temps, son ami Maxime Govare lui demande de scénariser son film, Daddy Cool.

En 2020, Noémie Saglio réalise la comédie Parents d’élèves. À l’aise dans ce registre, elle travaille à nouveau pour Netflix, pour un film, cette fois, Nice Girls, en 2024.

2025 semble résolument être son année puisque la scénariste et réalisatrice a créé la série Super Mâles pour Netflix sortie en janvier et le long-métrage Natacha (presque) hôtesse de l'air, adapté de la bande dessinée éponyme où elle caste à nouveau Vincent Dedienne (2 avril 2025).