Родилась в семье Альберта и Зульфии Утяшевых, историка и библиотекаря. В одном из интервью указала, что является башкиркой наполовину (по матери), добавив, что в её жилах течёт татарская, польская и русская кровь (у отца смешанное происхождение). Приняла православие, ранее исповедовала ислам. Дед Султангарей Кираев длительное время был главой Раевского посёлка. В 1989 году семья переехала в Волгоград. Родители намеревались отдать Утяшеву в балетную школу, но случайно в очереди в магазин девочку заметила тренер по гимнастике Надежда Касьянова, отметив необычайную гибкость суставов. С 1994 года занималась у Татьяны Сорокиной. В 1997 году переехала в Москву, тренировалась под руководством Аллы Яниной и Оксаны Скалдиной. В 1999 году Утяшевой было присвоено звание мастера спорта. В 2000 году стала серебряным призёром турнира памяти Оксаны Костиной. На 2001 и 2002 годы пришлись самые значительные победы: в сентябре 2001 года Утяшева стала абсолютной победительницей во всех шести дисциплинах на этапе Кубка мира в Берлине, в октябре выиграла золото чемпионата мира в Мадриде в командном первенстве. Позже была лишена медали из-за дисквалификации партнёров по команде Кабаевой и Чащиной. Спортсменке было присвоено звание мастера спорта международного класса. С 2002 года Утяшева тренировалась под руководством Ирины Винер и Веры Шаталиной. После второго места на международном турнире в Словении в мае победила в неофициальном чемпионате мира в городе Корбей-Эсон. В июне стала победительницей Юношеских игр в Москве в многоборье и в трёх видах (скакалка, мяч, булава). В сентябре 2002 на показательных выступлениях в Самаре из-за неудачного приземления на плохо подготовленные маты отбила ступню. Обследование травмы не выявило, и Утяшева продолжала соревноваться, что усугубило ситуацию. Спортсменка неоднократно жаловалась на боли в ногах, но и повторные обследования ничего не обнаруживали, что давало недоброжелателям повод утверждать, что Утяшева симулирует травму. В декабре 2002 в результате магнитной томографии был поставлен диагноз: множественные переломы ладьевидной кости одной ноги и расхождение из-за постоянного переноса нагрузки костей ступни другой ноги. Было опасение, что спортсменка не только будет вынуждена завершить карьеру, но и не сможет ходить. Российскими хирургами было проведено 5 операций, был вставлен штифт, скрепляющий переломы ладьевидной кости, но они не срастались. В 2004 году Утяшева вновь выступала в составе сборной России, стала чемпионкой Европы в командных соревнованиях, побеждала на международных турнирах в Латвии, Франции. Собиралась выступать по крайней мере до пекинской Олимпиады, но в апреле 2006 года на очередной тренировке у неё вылетело колено, был наложен гипс. После этого приняла решение оставить спорт.

После завершения карьеры Утяшева была соведущей передачи «Главная дорога» на НТВ, ведущей телепередачи «Фитнес со звёздами» на телеканале «Живи». В мае 2007 года дебютировала с сольной партией в балете «Болеро» в театре «Новая опера». С февраля 2008 по июнь 2010 года — ведущая программы «Сегодня утром» на НТВ. В августе 2008 года представила автобиографический роман «Несломленная». В ноябре 2009 года состоялась премьера танцевального шоу Утяшевой «Знак бесконечности». С сентября 2010 года в программе «НТВ утром» вела рубрику, посвящённую утренней гимнастике. Ляйсан Утяшева — художественная гимнастикаНа телеканале «Спорт Плюс» вела программу «Личный тренер». 15 октября 2011 года на НТВ стартовала авторская программа «Академия красоты с Ляйсан Утяшевой». 11 марта 2012 года от сердечного приступа в возрасте 47 лет скончалась мать спортсменки, Зульфия Утяшева. 22 марта 2012 года стартовала программа Утяшевой «Кафе романтика» на радио «Romantika». В 2012 году исполнила одну из ролей в сериале «Чемпионки». С 23 августа 2014 по 24 апреля 2021 года была ведущей программы «Танцы» на ТНТ. 14 февраля 2015 года вышел совместный клип с певицей Ёлкой на песню «Я тебя буду ждать» из альбома «Точки расставлены». Чемпионка мира и Европы по художественной гимнастике Ляйсан Утяшева стала послом чемпионата мира по футболу 2018 года. Презентация легендарного кубка Чемпионата мира по футболу FIFA в Екатеринбурге началась с пресс-конференции, где Утяшева жонглировала футбольным мячом. Озвучила Тиану в мультфильме «Ральф против интернета», Альфиду в мультфильме «Снежная Королева: Зазеркалье», Надю Беттерман в мультфильме «Семейка Крудс: Новоселье», Жар-птицу в фильме «Конёк-горбунок». 1 октября 2017 года в Казани состоялась премьера танцевального шоу Утяшевой Bolero режиссёров-постановщиков Екатерины Решетниковой и Игоря Рудника, где Утяшева выступила автором идеи, продюсером и исполнительницей главной роли. Прокат шоу длился 4 года и проходил по разным городам и странам. Заключительный показ состоялся 1 июня 2021 года в Воронеже. С 1 апреля 2020 по 9 апреля 2021 года на своём YouTube-канале (более 600.000 подписчиков) вела проект «Зарядка онлайн». С 31 мая 2021 года ведёт на этом канале проект «Дерзкая готовка», участниками которой становятся блогеры, герои кино и шоу-бизнеса. С 28 августа 2021 по 24 декабря 2022 года — ведущая программы «Новые танцы» на ТНТ. 9 апреля 2022 года в Нижнем Новгороде состоялась премьера пластического спектакля «Carmen P.S.» режиссёра-постановщика Анастасии Вядро, в котором Утяшева исполнила одну из танцевальных партий, а также выступила в качестве продюсера. Его прокат продолжается по городам России. С 12 ноября по 31 декабря 2022 года вела первое реалити-шоу в жанре детектива «Наследники и самозванцы» на телеканале «ТВ-3». С 4 марта 2023 по 16 марта 2024 года — ведущая 4-х сезонов кулинарного шоу «Вкусно с Ляйсан» на «ТВ-3». С июня 2023 по март 2025 года вместе с супругом и шоуменом Павлом Волей вела реалити-шоу «Выжить в...» на ТНТ. В 2024 году начала вести «Игры без границ» с соведущими Романом Нагучевым и Тамби Масаевым.