Imogen Heap ble født i Havering, London, og hun er oppkalt etter komponisten og cellisten Imogen Holst, fordi moren ønsket at hun skulle bli cellist. Hun startet med å spille klassisk piano, cello og klarinett i ung alder og begynte med å komponere 13 år gammel. Hun gikk på internatskole i en klasse sammen med eleverer som var et år eldre enn henne.[3]
Heaps første album, iMegaphone, ble gitt ut i 1998. Heap slo seg deretter sammen med Guy Sigsworth og ga i 2002 ut albumet Details under navnet Frou Frou.[4]
Hennes andre soloalbum Speak for Yourself kom i 2005. Hun ga det ut på hennes eget plateselskap, Megaphonic Records, og hun komponerer, produserer og mikser også platen selv. Albumet solgte til gull i USA og Canada, og det ble sluppet tre singler «Headlock» (UK 74), «Goodnight and Go» (UK 56) og «Hide and Seek» (plasserte seg som UK 22, US 37 og i Italia som nr. 4) og som solgte til sølv i Storbritannia og gull i USA. Heaps tredje studioalbum, Ellipse i 2009, plasserte seg på en femteplass på Billboard 200-listen og på første plass på Billboard US Top Dance/Electronic Albums, tredje på Billboard US Top Alternative Albums, fjerde på Billboard US Top Rock Albums, fjerde i Canada og 39. på UK Albums (OCC). I 2014 kom hennes fjerde album, Sparks, også dette albumet fikk god kritikk og solgte bra med blant annet en førsteplass på Billboard US Top Dance/Electronic Albums.[2][4][5]
Heap var med å skrev og sang på Britney Spears sin sang «Over to You Now» fra albumet Britney & Kevin: Chaotic fra 2005. Hun skrev, spilte og produserte Taylor Swift sangen «Clean» som ble utgitt på Swifts femte studioalbum 1989 fra 2014 og hun spilte og produserte også Swifts nyinnspilling av sangen i 2023. Hun har også skrevet for flere andre artister.
I september 2018 ga Heap ut The Music of Harry Potter and the Cursed Child- In Four Contemporary Suites, et komprimert lydsporalbum fra teaterstykket.
Solo album
i Megaphone (1998/2002/2006) · (Almo Sounds/Aozora Records)