1954 yılında Semih Tuğrul ile Mualla Hanım'ın tek çocuğu olarak İstanbul'da doğdu ve büyüdü. Küçük yaşlarda Fransızca öğrendi. İstanbul'da bulunan Sainte-Pulchérie ve Saint Benoît adlı Fransız liselerinde eğitim gördü. Fransa'da bulunan Université de Caen Normandie'nin psikoloji bölümünden mezun oldu.

Kariyeri

Sanat hayatına Dostlar Tiyatrosu'nda başlayan Yılmaz, Fransa Kültür Bakanlığı tiyatro sorumlusu olan Robert Abirached'den tiyatro dersleri aldı. Uzun yıllar boyunca 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. İstanbul'da yaşayan sanatçı, Fransızca ve İtalyanca'dan anında çeviri konusunda profesyonelce çalışmakta olup, 27 Kasım - 1 Aralık 2006 tarihleri arasında gerçekleşen Papa XVI. Benedictus'un Türkiye ziyaretinde çeviri yapmasıyla tanındı. Sanatçı, Ferzan Özpetek'in Karşı Pencere filminde büyük başarı elde etmiştir. İtalyan sinema dünyasında iyi tanınan Serra Yılmaz, yurt içinde ve dışında sinema ve dizi filmlerde rol almaktadır. Tarkan'ın "Hüp" şarkısının klibinde de yer almıştır. 2011 Venedik Film Festivalinde "İlk Yapıt" kategorisinde jüri üyesi olarak görev almıştır. 28 Kasım 2014 tarihinde Türkiye'ye gelen Papa I. Franciscus'un Türkiye ziyareti boyunca çevirmenliğini yaptı. 2017 yılında ise İtalya'da MIX Milano Festivali'nde "Komedi Kraliçesi" (Queen of Comedy) ödülüne layık görüldü.

Kişisel hayatı

1977 yılında Dostlar Tiyatrosu'nda beraber çalıştığı Levent Yılmaz'la evlendi, 1987 yılında boşandı. Ayşe (d. 1979) adında bir kızı vardır. Maksat Sanat ile yaptığı röportajında ateist olduğunu açıkladı.

1991 yılında meme kanserine yakalandığı ve tedavi olduğu bildirildi.