Estudià a la Universitat d’Edimburg i al Conservatori de París, on fou deixebla de N. Boulanger. El 1970 esdevingué professora a la Universitat de Califòrnia de Santa Barbara. La seva producció ha evolucionat des d’un llenguatge diatònic fins al serialisme, amb una gran varietat de gèneres, encara que des del 1966 hi predominen les obres instrumentals. Els seus concerts per a trompa (1971) i viola (1973) destacaren en el panorama musical d’aquell moment. Ha demostrat un interès creixent per les obres dramàtiques amb la composició d’òperes com A Christmas Carol (1979), a la qual incorporà nadales, Harriet, the Woman Called Moses (1984), on introduí els espirituals, i Simon Bolívar (1992). Thea Musgrave ha aconseguit incorporar amb èxit tècniques contemporànies a les seves obres i, alhora, crear un estil personal i íntegre.