1954 İstanbul doğumlu Serra Yılmaz,sanat hayatına Dostlar Tiyatrosu'nda başladı.İstanbul’da bulunan Sainte-Pulchérie ve Saint Benoît adlı Fransız liselerinde eğitim gördü. Fransa’da bulunan Université de Caen, psikoloji bölümünden mezun oldu. Uzun yıllar, önce dramaturg, oyuncu ve Genel Sanat Yönetmen Yardımcısı olarak, daha sonra Rainer Werner Fassbinder'in Diğerlerinin Adı Ali oyununu sahneye koyarak Şehir Tiyatroları'nda yer aldı.
Serra Yılmaz, Fransızca ve İtalyanca'dan anında çeviri konusunda profesyonelce çalışmakta olup, Papa 16. Benedict'in Türkiye ziyaretinde çeviri yapmasıyla göze çarpmıştır. İtalyan sinema dünyasında iyi tanınan Serra Yılmaz, yurtiçinde ve dışında sinema ve dizi filmlerde rol almaktadır.
Serra Yılmaz Ata Demirer ve Demet Akbağ'ın başrollerde oynadığı Eyvah Eyvah 3 isimli komedi filminde Mercedes karakterini canlandırdı.
2017 yılında ise İtalya'da MIX Milano Festivali'nde "Komedi Kraliçesi" (Queen of Comedy) ödülüne layık görüldü.
Tarkan'ın Hüp şarkısının klibinde de yer almıştır. Ünlü yönetmen Ferzan Özpetek'in Harem Suare, Cahil Periler ve Karşı Pencere adlı filmlerinde en son yine Ferzan Özpetek'in yeni filmi 'La dea Fortuna' (Şans Tanrıçası) adlı filmde rol almıştır.8 dalda aday gösterilen filmde Esra karakterine can vermiştir.
1977 yılında Dostlar Tiyatrosunda tanıştığı Levent Yılmaz ile evlenen Serra Yılmaz 1987 yılında bu evliliğini sonlandırdı. 1979 doğumlu Ayşe Yılmaz adında bir kızı vardır.
