Эмма Гамильтон, урождённая Эми Лайон (англ. Amy Lyon) родилась в Честере, в английском графстве Чешир. После смерти своего отца-кузнеца она воспитывалась у дедушки и бабушки, а её мать зарабатывала на жизнь, торгуя углём.
С 1779 года Эмма проживала в Лондоне, где пошла в услужение. К 1782 году она уже успела заслужить скандальную известность, став любовницей нескольких мужчин и поучаствовав в обнажённом виде в представлениях шотландского шарлатана Джеймса Грэхэма в качестве богини здоровья. В шестнадцать лет Эмма забеременела. Родившегося ребёнка она отдала на воспитание своей бабушке, а сама, сменив имя на Эмма Харт (Emma Hart), осталась в Лондоне в качестве метрессы Чарльза Гревилля, который и представил её своему дяде, сэру Уильяму Гамильтону, послу Британии в Неаполитанском королевстве. В 1786 году Эмма поселилась в Неаполе в доме 56-летнего британского посла. В 1791 году сэр Гамильтон и Эмма поженились, чем вызвали большой скандал в кругах английской аристократии.
В Неаполе Эмма занималась искусством: для знаменитых гостей она проводила представления живых картин, изображающих классические произведения искусства. Среди почитателей её искусства был и Гёте. Благодаря своим представлениям, которые Эмма называла аттитюдами, она завоевала славу артистки, которую, по мнению историка искусств Ульрике Иттерсхаген, можно сравнить со славой Мэрилин Монро в XX веке. Красоту Эммы Гамильтон запечатлели на своих портретах художники Джордж Ромни, Ангелика Кауфман и Иоганн Генрих Вильгельм Тишбейн.
К этому периоду времени относится близкая дружба Эммы с королевой Марией Каролиной Австрийской, супругой Фердинанда IV Неаполитанского. Благодаря королеве Эмма познакомилась с английским адмиралом Горацио Нельсоном и стала в 1798 году его возлюбленной. Сэр Гамильтон, очевидно, терпимо относился к этой связи, по некоторым мнениям, он даже поощрял её. В 1800 году любовный треугольник переместился в Лондон, обеспечив местные газеты скандальными заголовками. В 1801 родилась дочь Эммы и Нельсона Горация. Сэр Уильям умер в 1803 году. После его смерти Эмма Гамильтон поселилась с Нельсоном в небольшом домике в Уимблдоне на юге Лондона.
Эмма Гамильтон активно участвовала в терроре против "якобинцев" в Италии. Тарле писал:
После гибели адмирала Нельсона в 1805 в Трафальгарской битве леди Гамильтон оказалась в сложном финансовом положении: наследство сэра Уильяма потрачено, и к 1813 году она была в долгах. Просьбу, содержавшуюся в завещании национального героя Англии адмирала Нельсона, позаботиться о его возлюбленной английское правительство оставило без внимания.
Эмма Гамильтон умерла от цирроза печени вследствие алкоголизма 15 января 1815 года в Кале, где она скрывалась от своих кредиторов.
Богатая приключениями и скандальная жизнь красавицы леди Гамильтон увековечена в многочисленных романах и театральных пьесах, например,в романе Александра Дюма "Исповедь фаворитки", в романах Генриха Шумахера «Любовь и жизнь Леди Гамильтон» и «Последняя любовь лорда Нельсона» («Паутина жизни»), в романе известной американской эссеистки и писательницы Сьюзен Зонтаг «Любовник вулкана» («Поклонник Везувия», или «Поклонник вулканов» русский перевод 1999), есть книга Ж.Синуэ «Леди Гамильтон, супруга посла» и пьеса английского драматурга Теренса Рэттигана «Он завещал ее нации» (A Bequest to the Nation, 1970), которая была поставлена на русском языке под названием «Виктория» в театре им. Маяковского, а роль Эммы исполнила Наталья Гундарева.
20 декабря 1921 года состоялась премьера фильма Ричарда Освальда «Леди Гамильтон». Эдуард Кюннеке написал оперетту «Леди Гамильтон» (сюжет искажает исторические события), поставленную в 1926 году. В 1941 году появился второй фильм — историческая мелодрама Александра Корды «Леди Гамильтон» («That Hamilton Woman»), в главных ролях в которой снялись Вивьен Ли и Лоуренс Оливье. Уинстон Черчилль считал этот фильм своим любимым и по некоторым данным посмотрел его не менее 83 раз. Картина почти умалчивает об «ошибках молодости» главной героини, идеализируя её образ. В 1968 году на экраны вышел третий фильм — «Леди Гамильтон: Путь в высший свет» (Италия-ФРГ-Франция). Эта картина наиболее объективна с исторической точки зрения. Роль главной героини исполнила Мишель Мерсье. В 1973 году режиссер Джеймс Селлан Джонс снял фильм «Любовь Нельсона» с Глендой Джексон в главной роли.