Sevim Çağlayan, 9 Haziran 1930 tarihinde Konya’da dünyaya geldi. On sekizi bulan kalabalık bir ailenin en küçük çocuğuydu. Babası komiser Mustafa Avni Bey’in görevi nedeniyle çocukluğu Konya, Giresun ve Ankara gibi farklı şehirlerde geçti. Ailesi, daha çocuk yaştayken onu zengin ve orta yaşlı bir avukat olan Namık Ambarcıoğlu ile evlendirdi. Henüz 12 yaşında olan Çağlayan'ın yaşı, bu evliliğin yasal olabilmesi için dört yaş büyütüldü. Dört yıl süren bu evliliğin ardından profesör bir doktor olan İlhan Bumin ile hayatını birleştirdi. Bu evlilik, onun sanatsal kariyerine giden yolu açtı. Eşi İlhan Bumin, Çağlayan'ın yeteneğini fark ederek ona Mithat Fenmen’den piyano ve şan dersleri aldırdı. Sevim Çağlayan daha sonra İlhan Bumin’den ayrılarak müzik kariyerine yöneldi. Ankara Radyosu sınavlarını kazanarak müzik dünyasına adım attı. İki yıl boyunca kadroya alınmayı bekledi. Bu süreçte “Çağlayan” soyadını kullanarak sahneye çıkmaya başladı çünkü babasından gizli olarak sınava girmişti. Ancak gerçek ortaya çıkınca, babası onunla ölümüne kadar konuşmadı. Annesi ve babası aynı yıl vefat etti. Bu dönemde ismi radyolarda daha sık anılmaya başladı. 1958 yılında milli basketbolcu Yılmaz Gündüz ile evlendi. Gündüz, hem eşi hem de menajeri oldu. Çağlayan’ı sahneye çıkmaya teşvik etti ve İstanbul’daki Kazablanka Gazinosu’nda sahne almaya başladı. Yılmaz Gündüz’ün vizyonuyla sahne şovlarında dikkat çeken bir tarz benimsedi. Jayne Mansfield'dan esinlenerek tasarlanan transparan bir kıyafetle sahneye çıktığında Ankara Göl Gazinosu’nda olay yarattı; hem gazino kapatıldı hem de kendisi karakolluk oldu. Bu sansasyon, Yeşilçam'ın da dikkatini çekti. Ahmet Mekin ve eşi Yılmaz Gündüz ile birlikte 1961 yapımı “Sokaktan Gelen Kadın” filmiyle sinema kariyerine adım attı. Ardından “Sevenler Ölmez” (1963), “Zennube” (1965), “Ölmek Var Dönmek Yok” (1966), “Hedef Ankara” (1966), “Bir Garip Yolcu” (1972) ve “Hayat Kadınları” (1978) gibi filmlerde rol aldı. Sevim Çağlayan, hayatı boyunca toplam 13 evlilik yaptı. Kimi resmi, kimi imam nikahıyla yapılan bu evliliklerde anne olma arzusu hep ön plandaydı. Çocuk sahibi olabilmek için üç kez ameliyat geçirdi ve İtalya’da Sophia Loren’in doktoruna da muayene oldu. Bu çabalarının sonucunda iki erkek çocuk sahibi oldu. 1960 ile 1965 yılları arasında Almanya’da çocuklarının eğitimi için bulunduğu sırada da sahne almaya devam etti. Ancak Türkiye’ye döndüğünde eski popülerliğini sürdüremedi ve zamanla unutuldu. Döneminde "şahane kadın" olarak anılan Sevim Çağlayan, 18 Ocak 2000 tarihinde İstanbul’da hayatını kaybetti ve Zincirlikuyu Mezarlığı’na defnedildi.