L’any 1952 es graduà en llengua anglesa a la Universitat de Cornell i el 1960 obtingué un màster en belles arts de la Yale University School of Drama. Compaginà la docència de la llengua i la literatura anglesa en diverses universitats (Cornell, Boulder i Washington) amb la carrera literària. El 1959 publicà en una revista Nor Custom Stale , la seva primera narració de ciència-ficció, gènere del qual fou una de les primeres autores i, juntament amb Ursula Kroeber Le Guin , fins avui la més destacada. Guanyà dos dels premis més prestigiosos de ciència-ficció: el Nebula (1972) a la millor narració curta, per When it Changed, i l’Hugo (1983) a la millor narració, per Souls.
Publicà una desena de novel·les, entre les quals destaquen Picnic on Paradise (1968), And Chaos Died (1970), The Female Man (1975), que tingué un gran ressò per l’original plasmació de la problemàtica feminista a través de la ciència-ficció, The Adventures of Alyx (1976), We Who Are About To... (1977) i The Two of Them (1978), i els reculls de narracions The Zanzibar Cat (1983), Extra(ordinary) People (1984) i The Hidden Side of the Moon (1988).
Els seus assaigs tingueren també molt ressò, en part per la seva decidida militància feminista i en favor dels drets civils (el 1969 fou una de les primeres nord-americanes amb projecció pública que declarà obertament la seva homosexualitat). Alguns dels seus escrits més difosos són On Strike Against God (1980), Magic Mommas, Trembling Sisters, Puritans & Perverts (1985), To Write Like a Woman (1995) i What Are We Fighting For? Sex, Race, Class, and the Future of Feminism (1998). És autora també de nombrosos assaigs de crítica sobre la literatura de ciència-ficció, pels quals rebé el premi Pilgrim (1988).