Лариса була другою із шести дітей Косачів. Батько і мати Лесі походили зі шляхти: Петро Косач – із заможного українсько-козацького шляхетства, яке мало власний герб і після ліквідації Гетьманщини отримало права російського дворянства, а Олена Пчілка – із роду Драгоманових, що належав до козацької старшини.

Навчання отримала переважно домашнє. Спочатку навчалася за програмою матері (Олена Пчілка взагалі принципово до 5-го класу вчила своїх дітей вдома, українською мовою, остерігаючись, щоб російська школа їх не зіпсувала), пізніше окремі вчителі приходили до неї додому, бо через туберкульоз кісток, який діагностували в десятилітньому віці, Леся тривалий час була прикутою до ліжка.

Попри це, Леся Українка досконало вивчила з десяток мов, серед яких були французька (французькою володіла краще, ніж російською), німецька, англійська, італійська, польська,  болгарська, а також латина і грецька. В Єгипті почала вчити іспанську. Перекладала Байрона, Шекспіра, Гоголя, Міцкевича, Гейне, Гюго, Гомера.  У 19 років написала для сестер підручник «Стародавня історія східних народів».

У 9 років склала перший вірш «Надія» (опублікований 1887 під заголовком «Пісня заволоки»). Перші друковані твори поетеси — «Конвалія» і «Сафо» — з’явилися 1884 у журналі «Зоря». У часописі опубліковано більшість її ранніх віршів, які згодом увійшли до поетичної збірки «На крилах пісень» (1893), що побачила світ у м. Львові. Деякі з ранніх творів Лесі Українки, наприклад, «На зеленому горбочку», «Літо краснеє минуло…», а також поема «Русалка» вийшли друком в альманаху «Перший вінок» (1887), який видала її матір.

У 1888 році разом з братом Михайлом стала співорганізатором літературного гуртка української молоді «Плеяда».

У грудні 1890 надіслала до м. Львова рукопис збірки перекладів віршів Г. Гейне, виконаних спільно з М. Славинським (1868–1945). Це видання з передмовою Олени Пчілки побачило світ 1892, до нього ввійшли 92 переклади, здійснених Лесею Українкою.

1891 у журналі «Народ», який 1890–1895 видавали М. Павлик та І. Франко, опубліковано поетичний цикл «Сльози-перли» під заголовком «Ридання» із посвятою І. Франку. Відтоді її твори друкувалися в цьому часописі. У вересні 1895 побачили світ вірші з поетичного циклу «Невільничі пісні», що потім увійшли до другої збірки Лесі Українки під назвою «Думи і мрії» (1899): «Мати-невільниця», «І все-таки до тебе думка лине…», «До товаришів» тощо.

1894 у журналі «Хлібороб» надруковано поему «Роберт Брюс, король шотландський». Того ж року її видано окремою книгою з посвятою М. Драгоманову.

1896 у журналі «Житє і слово» вийшла друком поема «Давня казка». Протягом наступного року там само опубліковано поезії «Грішниця», «О, знаю я, багато ще промчить», «Хвилина розпачу», «Fiat nox!» та ін

Леся не лише писала власні твори, але й активно займалася перекладами, адаптуючи європейську класику до українського читача. На той час українська література, яка була переважно сконцентрована на зображенні села, зіткнулася з проблемою нестачі слів для збільшення образності. Тому українська інтелігенція взялася за модернізацію української мови.

Також Леся прекрасно малювала, зокрема й морські пейзажі, деякий час брала уроки у Київській рисувальній школі Олександра Мурашка. Її називали першою жінкою-мариністкою в українському мистецтві. На жаль, збереглася лише одна картина Лесі Українки олійними фарбами.

Леся Українка була надзвичайно працездатною. Свою «Лісову пісню» вона написала за 12 днів. А поему «Одержима» – за одну ніч, перебуваючи біля ліжка помираючого Сергія Мержинського. Загалом повне зібрання творів Лесі Українки становить 14 томів. Найперша ж збірка «На крилах пісень» побачила світ у березні 1893 року у Львові за сприяння Івана Франка – наклад книги тоді був лише 500 примірників.

Через хворобу (а точніше – через потребу постійного лікування) Леся Українка об’їздила всю Європу, довгий час жила в Італії та Єгипті, три роки прожила в Криму, в Ялті. Любила бувати в театрі та опері (відвідала майже всі найкращі європейські театри), прекрасно розбиралася в європейському мистецтві, скрізь записувалася до найкращих бібліотек, цікавилась новинками літератури та науковими працями. Критикувала «народництво» і всіляко просувала європейські тенденції в українську культуру, стала однією з провісників модернізму в українській літературі.

Леся Українка разом з Оленою Пчілкою, Наталею Кобринською, Ольгою Кобилянською та іншими письменницями мала величезний вплив на розвиток феміністичної течії в українській літературі. Її жіночі образи – вільні у своєму виборі, самодостатні, горді і незалежні, що для того часу було абсолютним викликом, особливо на теренах Російської імперії. Друкувалася на сторінках започаткованого в 1887 році жіночого альманаху «Перший вінок», біля витоків якого стояли Наталя Кобринська та Олена Пчілка. Підтримувала емансипацію та жіночі рухи, які виступали за більші можливості для жіночої самореалізації.

Останні роки прожила в Єгипті та різних містах Грузії, куди переводили по службі її чоловіка, Климента Квітку. Померла 1 серпня 1913 року в грузинському селищі Сурамі – виснажені хворобою, у неї відмовили нирки. Похована у Києві на Байковому кладовищі біля батька та брата Михайла. До кладовища труну з тілом Лесі Українки несли шестеро жінок.

Пам’ятники Лесі Українці є в Києві, Луцьку, Ковелі, Новограді-Волинському, а також в Торонто, Клівленді, Батумі, Саскатуні, Телаві та багатьох інших містах світу. За значний внесок Лесі Українки в українську літературу, її ім’ям у 1970 році назвали астероїд — «2616 Леся».