พิราวรรณ ประสพศาสตร์ เกิดเมื่อวันที่ 3 กรกฎาคม 2496 ในครอบครัวศิลปินบันเทิง ทั้งคุณแม่ เฉลา ประสพศาสตร์ ซึ่งเป็นนักร้องที่มีชื่อเสียงและต่อมายังได้ร่วมแสดงภาพยนตร์ ในขณะที่คุณพ่อคือ รำเพย ณ นคร เคยเป็นนักดนตรีของวงวายุบุตร รวมถึงเคยพากย์ภาพยนตร์
แม้จะมีสายเลือดศิลปิน แต่พิราวรรณกลับไม่ได้ตั้งใจจะเข้าวงการบันเทิงมาก่อน หลังเรียนจบชั้นมัธยม เธอได้ศึกษาต่อด้านพยาบาล จากนั้นจึงเข้าทำงานเป็นพยาบาลที่โรงพยาบาลภูมิพลอดุลยเดช และโรงพยาบาลเปาโล ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม ความงามของเธอดึงดูดให้บรรดาผู้สร้างหนังไทย ซึ่งมักแวะเวียนมาใช้โรงพยาบาลเปาโลเป็นสถานที่ถ่ายทำ ต่างชักชวนให้เธอมาแสดงภาพยนตร์ สุดท้ายจึงยินยอมรับคำชวนของ ธรรณพ ธนะเรือง นักข่าวบันเทิงชื่อดังในขณะนั้น และ คมน์ อรรฆเดช ผู้สร้างผู้กำกับภาพยนตร์จากโคลีเซี่ยมฟิล์ม มาแสดงภาพยนตร์เรื่องแรกคือ อยู่กับก๋ง ที่โคลีเซียมกำลังสร้าง
อยู่กับก๋ง ออกฉายต้นปี 2522 เป็นผลงานที่สร้างจากนวนิยายที่กำลังโด่งดังในขณะนั้นของ หยก บูรพา โดยพิราวรรณได้รับบทนางเอกเป็น นวล แม่ค้าขายข้าวแกงคนไทยที่ชอบพอกับลูกชายบ้านคนจีน ผลงานเรื่องนี้ทำให้เธอแจ้งเกิดในวงการบันเทิง และได้รับการทาบทามไปแสดงละครโทรทัศน์เรื่องแรกคือ เชลยศักดิ์ ซึ่งออกอากาศในปีเดียวกัน
นับตั้งแต่นั้น พิราวรรณ ประสพศาสตร์ กลายเป็นดาราที่มีบทบาทการแสดงอย่างต่อเนื่องทั้งภาพยนตร์และละครโทรทัศน์ กล่าวเฉพาะผลงานภาพยนตร์มีมากกว่า 30 เรื่อง เช่น เลือดสุพรรณ (2522) ดวงตาสวรรค์ (2524) เพื่อน-แพง (2526) หัวใจเถื่อน (2528) เครื่องแบบสีขาว (2529) คำมั่นสัญญา (2530) คู่กรรม (2531) ปุลากง (2532) วิ่งหน้าตั้งก้อยังรักเธอ (2535) คู่กรรม ภาค ๒ (2539) ข้างหลังภาพ (2544) ฯลฯ นอกจากนี้ลูกชายของเธอ ตูมตาม-วศิน มีปรีชา ยังสืบทอดสายเลือดนักแสดง เป็นดาราเด็กที่โด่งดังที่สุดในทศวรรษ 2530 ทั้งคู่ยังมีผลงานแสดงภาพยนตร์ร่วมกัน ได้แก่ เล่นกับไฟ (2533) สมศรี #422 อาร์ (2535) เก่งจริงนะตัวแค่เนี้ยะ (2535)
ในปี 2568 ผลงานการแสดงภาพยนตร์ของ พิราวรรณ ประสพศาสตร์ ได้รับการขึ้นทะเบียนเป็นมรดกภาพยนตร์ของชาติถึงสองเรื่องคือ อยู่กับก๋ง (2522) กับ คู่กรรม (2531) โดยหอภาพยนตร์ได้เชิญเธอมาประทับรอยมือรอยเท้าเป็นดวงดาวที่ 207 ณ ลานดารา และพบปะแฟน ๆ ภาพยนตร์ในวันเสาร์ที่ 22 พฤศจิกายน 2568 รวมทั้งนำผลงานภาพยนตร์บางส่วนของเธอมาจัดฉายให้ได้รับชมในเดือนนี้
