Graduada en anglès pel Davidson College de Carolina del Nord l’any 1979, s’incorporà a un diari de la capital d’aquest estat, i s’especialitzà en el periodisme de fets diversos. Del 1984 al 1990 treballà als serveis forenses de Virginia, i posteriorment com a voluntària a la policia de Richmond. L’any 1990 publicà la seva primera novel·la, Postmortem, que la projectà com un dels autors revelació de la novel·la negra. En la seva obra hi concorren elements professionals i personals: des de la pràctica forense i policial fins a la conflictiva relació amb el pare, les crisis nervioses i el descobriment tardà del propi lesbianisme.
La major part de les seves obres tenen com a protagonista la forense Kay Scarpetta, amb les quals s’ha situat com un dels autors més innovadors del gènere: Postmortem (1990, premis Edgar, Cornwell i John Creasey Memorial 1991), Body of Evidence (1991), All That Remains (1992), Cruel and Unusual (1993), The Body Farm (1994), From Potter's Field (1995), Cause of Death (1996), Unnatural Exposure (1997), Point of Origin (1998), Black Notice (1999), The Last Precinct (2000), Blow Fly (2003), Trace (2004), Predator (2005), Book of the Dead (2007, British Book Award 2008 de novel·la criminal), Scarpetta (2008), The Scarpetta Factor (2009), Port Mortuary (2010) i Red Mist (2011, premi RBA de novel·la negra).