Она появилась на свет 28 ноября 1964 года в казахстанском селе Бурли. Вся семья будущей актрисы была связана с кино — отец трудился кинопрокатчиком, мама занимала должность киномеханика. Любимым детским развлечением для Светы и её старших брата и сестры были вечерние сеансы в их домашнем кинотеатре — отец приносил с работы ленты и вся семья собиралась перед экраном в ожидании настоящего чуда.
В 13 лет Света впервые оказалась в Ленинграде и всей душой полюбила этот город. Уже тогда она твёрдо знала, что станет актрисой и получит образование именно в северной столице. После школы девушка не раздумывая отнесла документы в ЛГИТМиК и вскоре пополнила ряды счастливых студентов — ей удалось попасть на курс к самому Игорю Владимирову. Получив заветный диплом, молодая актриса получила место в труппе Театра имени Ленсовета. Этой сцене Светлана верна уже почти сорок лет, на её счету роли в лучших постановках — «Трёхгрошовая опера», «Собачье сердце», «Таланты и поклонники», «Мнимый больной», «Добрый человек из Сычуани».
Дебют Светланы Письмиченко в кино состоялся в эпизоде комедии «Бакенбарды» — тогда имя актрисы даже не попало в титры. Судьбоносным для неё стало знакомство с начинающим режиссёром Алексеем Балабановым — тот пригласил Светлану на главную роль в экранизации «Замка» Франца Кафки. С образом Фриды она справилась блестяще, вот только голос почему-то не понравился режиссёру — озвучить героиню доверили актрисе Анжелике Неволиной.
Сценарий нового фильма «Брат» Балабонов писал, заранее зная, что главную женскую роль будет играть Письмиченко. Даже сделал водительницу трамвая тёзкой актрисы — Светой. Бюджет у картины был минимальный, так что ни о каких гонорарах речи не шло. Балабанов позвонил давней знакомой и предложил сниматься бесплатно — Светлана сразу согласилась, ведь роль писали специально под неё. В кадре актриса представала в собственных вещах, а часть реквизита приносила из дома. Денег, чтобы арендовать рок-клуб, у киногруппы тоже не было, так что снимали прямо на живом концерте. Светлану зажала толпа нетрезвых фанатов, и слёзы, которые появились у неё на экране, были самыми настоящими — в давке актрисе сломали ребро.
С приходом нового тысячелетия Светлана Письмиченко нередко мелькала на телеэкранах. Актриса появилась в нашумевших сериалах «Улицы разбитых фонарей», «Убойная сила», «Тайны следствия», «Мажор». С Алексеем Балабановым актриса вновь встретилась на съёмочной площадке «Морфия», где ей досталась роли Пелагеи Ивановны. В прошлом году Письмиченко сыграла хозяйку квартиры в мелодраме «Эксперимент», а сегодня на экраны готовится выйти биографическая драма «Рыжий» о поэте Борисе Рыжем, где Светлана играет мать одного из героев.
Несмотря на обширную фильмографию, Светлана Письмиченко считает себя в первую очередь театральной актрисой. Она сотрудничает с несколькими театрами в Санкт-Петербурге и участвует в антрепризных спектаклях. В 2003 году Письмиченко была удостоена звания Заслуженной артистки России. Своим опытом актриса в качестве педагога делится с учениками студии творческого развития «Оперение» под руководством Константина Хабенского.
Помимо работы в театре и в кино, Светлана Письмиченко проявила себя как талантливая актриса озвучивания. Она записывает аудиокниги, участвует в радиоспектаклях и дублирует анимационных персонажей. Её голосом говорит знаменитая Нюша из «Смешариков» и Пчелёнок из «Лунтика». Светлана признаётся, что озвучивание доставляет ей невероятное удовольствие, для неё это не работа, а приятное расслабляющее хобби.
Популярной актрисе удалось построить крепкую семью. Со своим мужем она познакомилась ещё в школьные годы на танцах — молодой гитарист Александр покорил будущую актрису внешним сходством с Полом Маккартни и Джорджем Харрисоном одновременно. С тех пор они не расстаются вот уже 45 лет. Счастливые супруги воспитали двух сыновей — Даниила и Тимофея.