D'origine indienne, Sunny Leone est née à Sarnia dans l'Ontario le 13 mai 1981 de son vrai nom Karen Malhotra. A l'âge de quatorze ans la famille part Malhotra s'installer en Californie. Très vite Sunny se découvre bisexuelle et perd sa virginité à seize ans. En 2001, elle croise la route de Jay Allen, photographe chez Penthouse et devient Penthouse Pet of the Month puis pose dans les pages d'Hustler, High Society, Club International, Cheri, Lowrider ou Swank. Consacrée Penthouse Pet of the Year en 2003 après avoir tournée dans des vidéos de charme comme Erotic Idols, Virtual Harem et Pets in Paradise. En 2005 la cartière pornographique de Sunny Leone décolle avec un contrat d'exclusivité chez Vivid Entertainment. Tenant désormais la vedette des films pornographiques de lesbiennes. Ce n'est qu'en 2007 qu'elle accepte de tourner son premier films avec des hommes, il s'en suivra cinq autres production. Durant le même été elle se fait greffer des implants mammaires, son tour de poitrine passant ainsi de 85B à 85C10. Sunny Loves Matt signe ses premières scènes de hard sont tournées avec Matt Ericsson, son fiancé de l'époque. C'est en 2008 que Sunny Leone tourne avec d'autres partenaires masculins. En partenariat avec Daniel Weber elle ouvre Sunlust Pictures, son propre studio de production. L'année suivant c'est la sortie de ses premières productions indépendantes, The Dark Side of the Sun, et Sunny Slumber Party. Sunny apparaît dans des scènes hardcore avec son nouveau partenaire Ariel King. Depuis 2010, la Miss Leone produit et réalise des films x pour SunLust Pictures.