彭小莲早年在江西插队九年，1978年，考入北京电影学院导演系，毕业后分配到上海电影制片厂从事导演工作 。1989年，彭小莲应邀到纽约大学电影研究院任访问学者，并且在那呆了7年，在纽约大学电影研究院获得了电影艺术硕士学位 。进入九十年代以后，彭小莲回国担任独立电影制片人，并且仍然继续从事导演工作 。
1987年，彭小莲导演剧情影片《女人的故事》，该片表现的是在改革开放的时代潮流鼓舞下，三个从来未出过门的农村妇女毅然出门挣钱的故事 。
1996年，参与改编了黄蜀芹执导的温情影片《我也有爸爸》。同时独立执导了《犬杀》，该片通过一起狗咬主人致死的离奇事件，引发出一桩扑朔迷离的谋杀案 。
1998年，为纪念上海解放50周年，彭小莲执导了影片《上海纪事》，该片从一个独特的角度反映了上海解放这一重要历史转折时期，描写了中国共产党在接管特大都市时采取的一系列有力措施 ，该片获得了1998年度中国电影华表奖最佳故事片奖。2002年10月27日，自编自导的剧情片《假装没感觉》上映，影片是根据上海中学生徐敏霞的获奖作文《站在十几岁的尾巴上》改编。
2003年，执导“上海三部曲”第二部《美丽上海》，该片于2005年9月15日上映 ，凭借该片获得第24届中国电影金鸡奖最佳导演 ，以及第13届上海影评人奖最佳导演。
2005年，执导为百年中国电影献礼的爱情电影《上海伦巴》，影片讲述了舞台演员出身的婉玉与男演员阿川在生死与共的风浪中患难见真情的故事 。
2008年，执导表现当代民工子弟生活的电影《我坚强的小船》，影片被评为第4届美国洛杉矶好莱坞AOF国际电影节最佳外语片。
2015年，创作的图书《荒漠的旅程》出版，笨猪记叙了作家刘溪家庭，和其妻子吴进的上代家庭的历史回忆，及“小莺”出国前后的个人际遇 。
2019年6月19日上午10时许，中国导演、编剧彭小莲因病去世，享年66岁。
彭小莲的作品展示出出她良好的专业技巧和艺术才华，她的作品大多以女性为主人公，她注重于女性在新时期个性的释放的表达，特别是能细腻入微地传达女性的内心情感变化，又能触及到与此相关的社会根源性问题。在思想上和艺术上都具有一定深度，受到专家和观众的肯定和欢迎 （网易娱乐评）。
2021年6月19日，是彭小莲逝世两周年的日子。在当天举行的追思活动中，她正式落葬于上海福寿园，彭小莲纪念像同期揭幕。