भाग्यश्री का जन्म 23 फ़रवरी 1969 को महाराष्ट्र के सांगली में हुआ था। उनके दादा चिंतामन राव धुंडीराव पटवर्धन सांगली के अंतिम रूलिंग राजा थे।
भाग्यश्री के पिता विजय सिंहराव माधवराव पटवर्धन सांगली के टाइटुलर राजा हैं। एक्ट्रेस की दो छोटी बहने हैं, जिनका नाम मधुवंती और पूर्णिमा है।
भाग्यश्री ने 1989 में रिलीज हुई 'मैंने प्यार किया' से डेब्यू किया था, जो ब्लॉकबस्टर रही थी और यह उनकी इकलौती सफल फिल्म है। इसके बाद वे हिट के लिए तरसती रहीं।
सूरज बड़जात्या 'मैंने प्यार किया' के लिए नीलम से मिलने चेन्नई जा रहे थे। फ्लाइट पकड़ने से पहले ही पिता राजकुमार बड़जात्या ने उन्हें फोन कर रुकने को कहा और बोले कि हीरोइन मिल गई है।
राजकुमार बड़जात्या ने एक मैगजीन में भाग्यश्री की फोटो देख उन्हें पसंद कर लिया था। बाद में पिता की सलाह पर डायरेक्टर सूरज बड़जात्या ने उनका ऑडिशन लेकर उन्हें फिल्म में कास्ट कर लिया।
भाग्यश्री ने 'मैंने प्यार किया' की रिलीज के बाद 1990 में बिजनेसमैन हिमालय दासानी से शादी की और वे अब दो बच्चों अभिमन्यु दासानी और अवंतिका दासानी की मां हैं।
'मैंने प्यार किया' के बाद भाग्यश्री 'त्यागी', 'पायल', Ammavra Ganda (कन्नड़), 'ओमकारम' (तेलुगु), ‘रेड अलर्ट’, 'शालिनी शिदे का वायरल वीडियो' जैसी मूवीज में दिखीं, जो फ्लॉप रहीं।