Xuân Quỳnh tên thật là Nguyễn Thị Xuân Quỳnh, sinh năm 1942 tại thị xã Hà Đông, tỉnh Hà Tây (nay là quận Hà Đông, Hà Nội). Bà xuất thân trong gia đình công chức, mẹ mất sớm, bố thường xuyên công tác xa nên được bà nội nuôi dạy từ nhỏ.
Tháng 2/1955, Xuân Quỳnh vào Đoàn văn công Trung ương và được đào tạo thành diễn viên múa. Bà đã nhiều lần đi biểu diễn ở nước ngoài.
Năm 20 tuổi, Xuân Quỳnh bắt đầu học Trường bồi dưỡng những người viết văn trẻ của Hội Nhà văn Việt Nam. Học xong, bà làm việc tại báo Văn nghệ, báo Phụ nữ Việt Nam. Xuân Quỳnh là hội viên rồi ủy viên Ban chấp hành Hội Nhà văn Việt Nam khoá 3, công tác tại Nhà xuất bản Tác phẩm mới.
Xuân Quỳnh và Lưu Quang Vũ.
Xuân Quỳnh kết hôn lần thứ hai với nhà viết kịch, nhà thơ Lưu Quang Vũ năm 1973. Họ mất trong trong một tai nạn giao thông ở Hải Dương cuối tháng 8/1988.
Nhà thơ được truy tặng giải thưởng Nhà nước về Văn học nghệ thuật năm 2001, giải thưởng Hồ Chí Minh về văn học nghệ thuật năm 2017.