Bà tên thật là Nguyễn Thị Xuân Quỳnh, sinh ngày 6 tháng 10 năm 1942 tại làng La Khê, xã Văn Khê, thị xã Hà Đông, tỉnh Hà Đông (nay thuộc quận Hà Đông - Hà Nội). Xuất thân trong một gia đình công chức, mẹ mất sớm, bố thường xuyên công tác xa gia đình, bà được bà nội nuôi dạy từ nhỏ đến khi trưởng thành.

Tháng 2 năm 1955, Xuân Quỳnh được tuyển vào Đoàn Văn công nhân dân Trung ương và được đào tạo thành diễn viên múa. Bà đã nhiều lần đi biểu diễn ở nước ngoài và dự Đại hội thanh niên sinh viên thế giới năm 1959 tại Viena (Áo).

Từ năm 1962 đến1964, Xuân Quỳnh học Trường bồi dưỡng những người viết văn trẻ (khoá I) của Hội nhà văn Việt Nam Sau khi học xong, làm việc tại báo Văn nghệ, báo Phụ nữ Việt nam. Xuân Quỳnh là hội viên từ năm 1967, ủy viên Ban chấp hành Hội nhà văn Việt Nam khoá III. Năm 1973, Xuân Quỳnh kết hôn với nhà viết kịch, nhà thơ Lưu Quang Vũ, trước đó, Xuân Quỳnh kết hôn lần đầu tiên với một nhạc công của Đoàn Văn công nhân dân Trung ương và đã ly hôn. Từ năm 1978  đến lúc mất Xuân Quỳnh làm biên tập viên Nhà xuất bản Tác phẩm mới.

Xuân Quỳnh mất ngày 29-8 năm 1988 trong một tai nạn giao thông tại đầu cầu Phú Lương, thị xã Hải Dương (nay là thành phố), tỉnh Hải Dương cùng với chồng Lưu Quang Vũ và con trai Lưu Quỳnh Thơ mới 13 tuổi.

Xuân Quỳnh được truy tặng Giải thưởng Nhà nước về Văn học nghệ thuật năm 2001.

Thơ Xuân Quỳnh giàu cảm xúc với những cung bậc khác nhau như chính tính cách luôn hết mình của Xuân Quỳnh. Những bài thơ khi hạnh phúc đắm say, lúc đau khổ, suy tư của nhà thơ luôn gần gũi vì được viết với sự đằm thắm của một người phụ nữ vừa làm thơ vừa làm vợ, làm mẹ. Nhiều bài thơ của Xuân Quỳnh đã trở nên nổi tiếng như Thuyền và biển, Sóng (viết năm 1967, in trong tập Hoa dọc chiến hào năm 1968), Hoa cỏ may, Tự hát, Nói cùng anh... Các bài thơ Sóng, Truyện cổ tích về loài người (Lời ru trên mặt đất, NXB Tác phẩm mới, 1978) được đưa vào sách giáo khoa phổ thông của Việt Nam Nhạc sỹ Phan Huỳnh Điểu đã phổ nhạc rất thành công các bài thơ: Thuyền và biển (4/1963),Thơ tình cuối mùa thu của Xuân Quỳnh.