Nacida en Estambul, Serra Yilmaz estudia Psicología en Francia, y en la segunda mitad de los años 70 empieza a actuar en una pequeña compañía teatral. Debuta en el cine en 1983 con "Sekerpare", de Atif Yilmaz. Para el mismo director aparece también en "Bir yudum sevgi" y "Seni seviyorum". Así mismo, trabaja en "The Heart Queen", de Basar Sabuncu; en "Davaci", de Zeki Ökten; y en "Motherland Hotel", de Omer Kavur. En 1998 Ferzen Ozpetek le da un papel en "El Último Harén" ("Harem Suare"). Entre ambos nace un fuerte lazo de unión artístico, corroborado por la participación de Serra en todas las obras siguientes del director italo-turco.

En 2002 es dirigida por Ciro Ippolito en "Vaniglia e Cioccolato" ("Vainilla y Chocolate"); en 2004 trabaja en "Lista Civica di Provocazione" ("Lista Cívica de Provocación"), de Pasquale Falcone. Cada vez con más apariciones en la pequeña pantalla, se recuerda "E poi c´e" ("Y después, ¿qué?"), de Maurizio Ponzi; "Ricomincio da Me" ("Empiezo por Mí"), de Rossella Izzo, y "Sotto Cobertura" ("Bajo Cubierta"), de Raffaele Mertes.

En 2006 Serra Yilmaz fue la intérprete oficial durante la visita del Papa Benedito XVI a Turquía.