Nghệ sĩ Ái Liên tên thật là Hélène Lê Thị Liên, sinh năm 1918 tại Hải Phòng trong một gia đình có truyền thống nghệ thuật. Mẹ bà là Trần Thị Sinh, một nghệ sĩ cải lương, chị bà là Lan Phương, cũng là một nghệ sĩ cải lương tài danh. Cha bà là một nhà buôn nổi tiếng có tàu chạy tuyến Hải Phòng - Hương Cảng, bởi vậy từ thuở ấu thơ, Ái Liên đã được cha cho đi học sinh ngữ ở Hương Cảng. Bà có thể nói và hát bằng 4 ngoại ngữ là Anh, Pháp, Hoa, Nhật
Nghệ sĩ Ái Liên bộc lộ tài năng nghệ thuật từ rất sớm. Với khả năng bẩm sinh của mình, cộng với sự thông minh và chăm chỉ luyện tập, ngay từ nhỏ bà đã tinh thông các nhạc cụ dân tộc và hiện đại như đàn kìm, đàn thập lục, độc huyền cầm, dương cầm, vĩ cầm, Tây ban cầm, trống jazz… Giọng hát của bà được giới nhạc sĩ đương thời mô tả là “trong như tiếng hạc bay qua”. Một giọng ca mượt mà, trong trẻo có sức mê hoặc lòng người, bồng bềnh như khói lam chiều, êm nhẹ như sương rơi.
Cuộc đời nghệ thuật của Ái Liên chính thức bắt đầu từ năm bà 16 tuổi trong các đêm diễn từ thiện ở Hà Nội, Nam Định với danh nghĩa tài tử. Sau đó, bà được hội kịch Bắc Kỳ mời làm diễn viên đóng vai Yến trong với nhạc kịch opera mang tên Kịch trường vạn tuế của tác giả Trần Ngọc Diệp. Đây là vở ca kịch hài đầu tiên của Việt Nam.
Sau khi công diễn, tờ báo tiếng Pháp L’Annam Nouveau đã khen ngợi tài diễn xuất cũng như giọng hát của Ái Liên và nhận định, đây là “một tài năng đầy hứa hẹn”.
Sau đó, Ái Liên nhanh chóng trở thành ngôi sao của đoàn kịch La Scène Tonkinoise. Giới mộ điệu sân khấu hồi đó còn truyền tụng Ái Liên là Miss Hà Nội (Hoa khôi Hà Nội).

Chân dung nghệ sĩ Ái Liên.

Tháng 1/1935, bà rời bỏ đoàn kịch. Thời gian sau đó, đoàn kịch La Scène Tonkinoise nhanh chóng suy tàn và tan rã. Năm 1937, Ái Liên cùng mẹ lập gánh hát Liên Hiệp. Lúc đó, ở Hà Nội đang có nhiều gánh hát nổi tiếng như Quảng Lạc, Hiệp Thành, Ứng Lập Ban, gánh Liên Hiệp không có đất diễn nên phải đi lưu diễn ở các tỉnh lẻ. Tuy vậy cũng chỉ trụ đến được cuối năm thì gánh hát tan rã. Ái Liên theo gánh hát Đại Phước Chung vào Nam. Gánh hát này hội tụ được rất nhiều ngôi sao cải lương như Năm Châu, Từ Anh, Bảy Nhiêu, Năm Phỉ, Ba Vân… Sự thành công vang dội của Đại Phước Chung ở đất Nam Kỳ cũng có phần đóng góp của nghệ sĩ Ái Liên.
Năm 1938, bà cùng nghệ sĩ Kim Thoa đã thu đĩa 18 bài hát, trong đó bà thể hiện nhiều ca khúc Pháp, Anh lời Việt rất đặc sắc và thành công, được phát sóng đều đặn trên đài phát thành Sài Gòn lúc đó. Đây được coi là những đĩa tân nhạc đầu tiên của nước ta.
Năm 1940, lúc đó bà hơn 20 tuổi, trở về Bắc thành lập đoàn hát Ái Liên. Sau vài tháng tập luyện, đoàn đã dựng được 6 vở cải lương là Tiếng chuông chủa, Bóng người trong mưa, Ái tình và nghệ thuật, Đời cô Yến, Chân ái tình và Cô gái Mường. Đoàn hát đi diễn khắp trong Nam ngoài Bắc, ở đâu khán giả cũng hoan nghênh cô đào trẻ đẹp, hát hay, diễn giỏi. Ngay ở giữa đất Sài Gòn, vốn là nơi thử thách nghiệt ngã đối với mỗi giọng ca cải lương, Ái Liên vẫn được coi là một ngôi sao sáng.
Đoàn Ái Liên còn được mời lưu diễn khắp Đông Dương, đặc biệt, có lần đoàn được mời đến diễn cho hoàng gia Campuchia xem, được tán thưởng nhiệt liệt. Sau đó, bà còn được Thái tử Norodom Sihanouk trao tặng Huân chương Rồng vàng. Thời gian này, Ái Liên trở thành một trong những diễn viên tài danh trên đất Bắc, được nhiều khán giả mến mộ.

Nghệ sĩ Ái Liên cùng chồng - ông Hà Quang Định, một doanh nhân giàu có nhưng nặng lòng với nghệ thuật thời bấy giờ.

Năm 1954, theo Hiệp định Genève, đất nước ta tạm chia đôi, lấy sông Bến Hải làm giới tuyến. Nghệ sĩ Ái Liên ở lại miền Bắc mong đóng góp sức mình vào nền nghệ thuật sân khấu cải lương cách mạng non trẻ. Đây là giai đoạn mà tài năng và đức độ của bà được tỏa sáng trong nhiều vai diễn, đặc biệt với những vai như Kim Thông (vở Dệt gấm), Võ Thị Sáu (vở Người con gái Đất Đỏ), Túy Mộng (vở Người nữ diễn viên miền Nam). Đó là những vai diễn để lại dấu ấn sâu đậm trong lòng khán thính giả miền Bắc.
Năm 1955 nghệ sĩ Ái Liên về với Đoàn cải lương Trung ương (hiện nay là Nhà hát Cải lương Việt Nam) và tiếp tục đóng góp nhiều vai diễn xuất sắc cho sân khấu cải lương cách mạng. Trong thời gian đảm nhận trọng trách Giám đốc nhà hát, cùng với các đồng nghiệp bà đã góp phần quan trọng vào quá trình xây dựng và phát triển của Nhà hát.
Với cương vị lãnh đạo một đoàn nghệ thuật lớn tầm vóc quốc gia, bà không chỉ chú trọng đến chất lượng các vở diễn, mà còn đặc biệt quan tâm đến vấn đề đào tạo đội ngũ kế thừa. Nghệ sĩ Ái Liên thường xuyên trực tiếp tham gia giảng dạy, truyền thụ với nhiều phương pháp thực hành, nhằm đào tạo các thế hệ nghệ sĩ, diễn viên không chỉ cho nhà hát, mà còn cho các đoàn nghệ thuật địa phương. Bà được bầu làm Ủy viên Ban Chấp hành Hội Nghệ sĩ sân khấu Việt Nam.
Gia sản mà nghệ sĩ Ái Liên để lại cho đời sau không chỉ ở giọng hát, ở các vai diễn với chuẩn mực kinh điển mà còn là những mầm non tiếp nối, những thế hệ nghệ sĩ học trò tài danh. Không chỉ vậy, các con của bà cũng đều hoạt động trong lĩnh vực nghệ thuật, trong đó có những tên tuổi nghệ sĩ quen thuộc đã thành danh như Ái Vân, Ái Xuân, Ái Mai, Ái Thanh, Ái Loan, Hà Quang Sơn, Hà Quang Tuyên, Hà Quang Vân.
Nghệ sĩ Ái Liên mất năm 1991, hưởng thọ 73 tuổi. Bà được tặng danh hiệu Nghệ sĩ Ưu tú năm 1984 và được truy tặng Nghệ sĩ Nhân dân năm 1997.