Pilar López de Ayala nació el 18 de septiembre de 1978 en Madrid (España)

Desde muy joven, la madrileña Pilar López de Ayala Arroyo, intervino en producciones teatrales de carácter amateur y con la intención de convertirse en actriz profesional cursó estudios de interpretación y foniatría.

Sus primeros papeles fueron en series de televisión, como "Yo, una mujer", "Contigo Pan y Cebolla" o "Menudo es mi Padre".
Comenzó su carrera en el cine con "El Niño Invisible" (1995), un film de aventuras destinado al público infantil que dirigió Rafael Monleón. En este título se acreditó simplemente como Pilar López.

Dos años después logró la popularidad entre el público adolescente, cuando intervino, ya como Pilar López de Ayala, en la serie "Al Salir de Clase".

A partir de 1999 fue apareciendo poco a poco en títulos cinematográficos, con personajes secundarios en "Cuando Vuelvas a mi Lado" (1999) de Gracia Querejeta o "La Gran Vida" (2000) de Antonio Cuadri.

Su primer papel importante lo logra en "Báilame el agua" (2000), un film dirigido por Josetxo San Mateo.

Gracias a su interpretación en "Besos para Todos" (2000), una comedia de tintes nostálgicos de Jaime Chávarri, la actriz fue nominada al premio Goya como mejor actriz revelación.

Pilar logró su consagración como actriz con el biopic "Juana la Loca" (2001), una película histórica que dirigió Vicente Aranda. Por esta actuación consiguió el Goya a la Mejor Actriz Principal y la Concha de Plata en el Festival de San Sebastián.

Su nuevo estatus como estrella del cine español le llevó a ser elegida por la marca de cava Freixenet para protagonizar su conocido spot navideño.