Émilie Andéol, née à Bordeaux[2] de parents martiniquais[3], commence le judo au sein du club de Marcheprime en Gironde, la commune où elle vit depuis son enfance[4]. Elle rejoint ensuite l'INSEP et en 2007 le club du Red Star Champigny[5].
En , elle termine deuxième du tournoi de Paris, battue par la Japonaise Kanae Yamabe[J_I 5]. Lors des championnats d'Europe 2014 disputés à Montpellier, elle remporte son premier titre international en s'imposant face à la Bosniaque Larisa Cerić grâce aux pénalités[9],[J_I 6]. Le lendemain, elle remporte une deuxième médaille d'or, la France s'imposant 3 à 2 face aux Allemandes dans la compétition par équipes[9]. Elle remporte sa première médaille mondiale lors des mondiaux de Tcheliabinsk. Après avoir été éliminée lors du golden score par la Cubaine Idalys Ortíz, championne olympique et championne du monde en titre, elle obtient le bronze lors de la petite finale l'opposant à l'Allemande Franziska Konitz sur waza-ari lors du golden score[10].
Lors des Jeux européens 2015, elle remporte la médaille d’or en s’imposant en finale face à l'Allemande Jasmin Külbs(en)[11]. Lors des mondiaux, elle est éliminée dès le premier tour par la Chinoise Yu Song, future vainqueure[12]. En octobre, elle remporte pour la première fois le tournoi de Paris où elle s'impose face à l'Allemande Franziska Konitz[13],[J_I 7]. Début novembre, elle remporte la médaille de bronze lors du tournoi d'Abou Dhabi[14],[J_I 8]. En décembre, elle termine troisième du Grand Chelem de Tokyo[J_I 9].
Elle dispute pour la première fois les Jeux olympiques lors de l'édition 2016 de Rio de Janeiro[15]. En demi-finale, elle élimine la Chinoise Yu Song, championne du monde en titre, sur ippon[16]. Elle devient championne olympique en détrônant Idalys Ortíz sur immobilisation lors du golden score[16].
En début d'année 2017, elle termine troisième du tournoi de Paris[J_I 12]. Aux championnats d'Europe à Varsovie, elle est éliminée dès son premier match[17]. Elle dispute la compétition par équipes où la France remporte la médaille d'or[18]. Elle révèle plus tard que ses problèmes de genoux sont dus à de l'arthrose avancée[19]. Ses douleurs la handicapant également dans sa vie quotidienne lui font penser à arrêter sa carrière[19]. Une solution chirurgicale, bien que connue — prothèse du genou qui signifie donc l'arrêt du judo — n'est alors pas retenue[19]. Elle participe aux championnats du monde où elle s'incline en quart de finale face à la Turque Kayra Sayit sur ippon après immobilisation[20] avant de s'incliner en finale de repêchage. Elle déclare alors vouloir faire une pause et arrêter les compétitions pendant une année[21].
Le 12 août 2018, elle annonce officiellement, sur sa page Facebook, mettre un terme à sa carrière sportive, deux ans après sa médaille d'or olympique[22]. Depuis décembre 2019, elle est cheffe de projet à la Fondation Ippon.
En parallèle à sa carrière de sportive, elle a bénéficié d'une convention avec le conseil départemental du Val-de-Marne afin de préparer sa reconversion[24]. Elle a également suivi une formation dans le but de devenir professeure de judo[24].
Elle est désormais responsable de projet pour la fondation Ippon [25]qui lutte contre la fracture numérique.
En 2013, le nom d'Émilie Andéol est donné au Dojo du complexe sportif de Marcheprime[29]. Trois ans plus tard, en 2016, son nom est donné au complexe sportif de Marcheprime[30].
En 2017, un gymnase est inauguré au nom d'Emilie Andéol à Magny le Hongre en Seine et Marne.
