Gabrielle Émilie Le Tonnelier de Breteuil, marquesa de Châtelet nacio un 17 de diciembre de 1706 en París, Francia. Fue una matemática, física, filósofa, traductora de Newton al francés y divulgadora de los conceptos del cálculo diferencial e integral.
Sus padres fueron Louis Nicolas Le Tonnelier (barón de Breteuil) y Gabrielle-Anne de Froulay, y sus tres hermanos: René-Alexandre, Charles-August y Elisabeth-Théodore. El barón de Breteuil decidió brindar la misma formación con todos sus hijos e hijas. De este modo, aunque Émilie no pudo asistir a los colegios para hombres ni a la Universidad, tuvo una muy buena formación.
Mostró una inteligencia excepcional y una gran curiosidad por las matemáticas y la física, campos en los que las mujeres tenían muy pocas oportunidades en su época.
El 20 de junio de 1725, se casó con el marqués Florent-Claude du Chastellet-Lomont. Tuvieron tres hijos: Gabrielle Pauline, Louis Marie Florent y Victor-Esprit, quien falleció a los pocos meses.
En 1733, inició una relación con el filósofo Voltaire, con quien compartió una intensa vida intelectual. Trabajaron juntos en experimentos científicos e investigaciones filosóficas. Du Châtelet no solo apoyó a Voltaire en sus escritos sobre ciencia, sino que también desarrolló sus propias teorías.
Hacia 1745 la relación sentimental entre Châtelet y Voltaire se rompió, ya que este mantenía en ese momento un romance con Mme Denis. Sin embargo, su relación de amistad era tan fuerte que siguieron viviendo juntos.
Cuando en 1749 quedó embarazada de su amante, (el poeta Jean-François de Saint-Lambert) intensificó su trabajo, ya que tenía el presentimiento de que el parto podía ser fatal. El parto tuvo lugar el 3 de septiembre de 1749, y durante unos días todo pareció ir bien. Sin embargo, el 9 de septiembre Émilie empezó a sentirse muy mal y a tener una fiebre alta. Poco después perdió el conocimiento y murió.
A pesar de los obstáculos de su época, Émilie du Châtelet dejó un legado fundamental en la historia de la ciencia.