সুস্মিত সেন ভারতের হায়দ্রাবাদে জন্মগ্রহণ করেন। তার বাবা সুবির সেন ভারতের বিমান বাহিনীর প্রাক্তন উইং কমান্ডার। সুস্মিতার মা একজন ব্যবসায়ী। তিনি একজন অলংকার ডিজাইনারও। দুবাইয়ে তার একটি ব্যবসা প্রতিষ্ঠান রয়েছে। 

সুস্মিতা সেন মাত্র ১৯ বছর বয়সে ১৯৯৪ সালে ফেমিনা মিস ইন্ডিয়া প্রতিযোগিতায় অংশগ্রহণ করেন। তিনি যখন মিস ইন্ডিয়া পদক জিতেন, ঐশ্বর্য রায় ব্যাকস্ট্যজে কান্নায় ভেংগে পড়ে। সুস্মিতা একই বছর প্রথম ভারতীয় নারী হিসাবে মিস ইউনিভার্স জিতেন।