Gemma Arterton (Gravesend, 12 januari 1986) is een Engels actrice.
Arterton werd geboren in Gravesend, graafschap Kent, ze werd geboren met een zesde vinger aan haar rechterhand (polydactylie), die operatief verwijderd is. Ze woonde met een jonger zusje Hannah en een alleenstaande moeder in Gravesend. Haar vader was lasser en haar moeder schoonmaakster. In 2007 studeerde ze af aan de acteerschool Royal Academy of Dramatic Art in Bloomsbury. Tijdens haar studie werd ze gecast in haar allereerste film, Capturing Mary (2007).
In 2007 maakte ze haar theaterdebuut als Rosaline in een nieuwe versie van het Shakespeare-toneelstuk Love's Labour's Lost in het Londense Globe Theatre. In datzelfde jaar maakte ze ook haar speelfilmdebuut in St. Trinian's. Hierin speelde ze een rol waar Sienna Miller ook veel interesse in toonde. Omdat ze destijds nog niet bekend was en Miller al een ster was, dacht ze dat ze geen kans maakte.