Serena Autieri nasce a Napoli e fin da piccola studia recitazione, canto e danza classica. Nel 1997 incide "Anima soul" il suo primo CD da solista. Si diploma all’Istituto d’Arte di Napoli, frequenta la Facoltà di Architettura e contemporaneamente inizia la sua carriera di attrice recitando in diversi spettacoli teatrali. Nel 1998 entra nel cast di "Un posto al sole", la soap opera di Rai Tre, nei panni della cantante Sara De Vito. Nella stagione 2001-2002 è su Rai Due tra i protagonisti della prima e seconda serie di "Vento di ponente". Nel 2003 è ancora su Rai Due nella miniserie, "Tutti i sogni del mondo" in cui è anche l'interprete della sigla. Tra il 2002 e il 2003 Serena è protagonista nel musical "Bulli & Pupe" e viene scelta da Pippo Baudo per il Festival di Sanremo 2003, insieme a Claudia Gerini. In seguito è interprete, insieme a Massimo Ghini, del musical "Vacanze Romane", diretto da Pietro Garinei. Nel 2004 per il Columbus Day di New York rappresenta l’Italia con un concerto dal vivo al Manhattan Center. Esordisce al cinema girando alcuni cortometraggi, tra cui "Lupi" (2001), diretto da Fabio Segatori. Nel 2004 gira il suo primo film intitolato "Sara May", regia di Marianna Sciveres. Successivamente è protagonista di alcune miniserie tv: "La maledizione dei Templari", regia di Josée Dayan, e "Callas e Onassis", regia di Giorgio Capitani, entrambe del 2005, e "L'onore e il rispetto" (2006), diretta da Salvatore Samperi. È stata la protagonista con il ruolo della Prof.ssa Elisabetta Paliani, nel film Notte prima degli esami - Oggi (2007), regia di Fausto Brizzi. Nel 2008 ritorna sul piccolo schermo come guest star della soap opera "Agrodolce" ed è protagonista del film tv di Canale 5, "Dr.Clown", regia di Maurizio Nichetti. Nel 2009 è una dei protagonisti dei film "L'ultimo crodino", con Ricky Tognazzi ed Enzo Iachetti. Inoltre appare su Canale 5 ne "L'onore e il rispetto - Parte seconda". Nello stesso anno è impegnata al Teatro Sistina nello spettacolo "Shakespeare in Jazz" con Giorgio Albertazzi. Nel gennaio del 2010 torna su Canale 5 con la miniserie in due puntate, "Nel bianco", regia di Peter Keglevic, nel film di Neri Parenti, "Natale in Sudafrica". Nel 2011 recita come protagonista nel film "Femmine contro maschi", diretto da Fausto Brizzi. Sempre nello stesso anno interpreta il ruolo di Sabina nella fiction tv "Dov'è mia figlia?", regia di Monica Vullo. Nel 2012 partecipa al talent di Rai1 "Tale e Quale Show" e vince nelle vesti di Barbra Streisand, Antonella Ruggiero, Lady Gaga e Loretta Goggi. Dopo il grande successo del programma Serena conduce sulle reti Rai "Una voce per Padre Pio" con Massimo Giletti e "Cantare è d'amore" con Amedeo Minghi. Nel 2013 è nel cast de "Il Principe abusivo" di Alessandro Siani e "Niente ci può fermare" di Luigi Cecinelli. È tra i protagonisti dell’ultimo film di Alessandro Siani "Si accettano miracoli" e del film di Vincenzo Salemme "Se mi lasci non vale".