Filha de Aurelia Schober Plath, da primeira geração norte-americana de uma famíliaaustríaca, e de Otto Emile Plath, umimigrante de Grabow,Alemanha. O pai trabalhava como professor dezoologia ealemão naUniversidade de Boston, sendo também um notável especialista emabelhas. A mãe de Sylvia era vinte e um anos mais nova que o marido. Em1935, nasceu o segundo filho, Warren. A família mudou-se para Winthrop, Massachusetts, em1936, durante aGrande Depressão. Sylvia, então com quatro anos de idade, passaria em Johnson Avenue grande parte de sua infância. A mãe de Sylvia, Aurelia, crescera em Winthrop, e seus avós maternos, os Schobers, viveram em uma parte da cidade, de nome Point Shirley, mencionada na poesia de Plath. Sylvia publicou seu primeiro poema em Winthrop, na sessão infantil deBoston Herald, aos oito anos de idade.
Otto Plath morre em 5 denovembro de1940, uma semana e meia após o aniversário de oito anos de Sylvia, devido a complicações seguidas àamputação de uma das pernas em decorrência dediabetes. A doença já era tratável nessa época, porém ele não havia recebido o tratamento necessário, tendo diagnosticado a doença por conta própria. Otto ficara doente pouco tempo após a morte de um amigo próximo, decâncer no pulmão, e devido às similaridades entre os sintomas de seu amigo e seus próprios sintomas, Otto estava convencido de que também sofria da doença, e não buscou o tratamento, fazendo com que sua verdadeira doença progredisse criticamente. O pai de Sylvia Plath está enterrado nocemitério de Winthrop, onde sua lápide continua a atrair leitores de um dos poemas mais famosos de Plath, "Papai" ("Daddy"). Aurelia Plath, então, muda-se com seus pais e as crianças, para a rua Elmwood 26, em Wellesley,Massachusetts, em1942.
Durante o verão após seu terceiro ano nafaculdade, Plath trabalhou como editora convidada na revista "Mademoiselle" e morou por um mês na cidade deNova Iorque. A experiência não foi nada do que Sylvia esperava, começando então uma reviravolta em sua visão sobre si própria e sobre a vida. Muitos dos eventos ocorridos naquele verão inspiraram o seu únicoromance,A Redoma de Vidro. No seu primeiro ano emSmith College, Sylvia tentara osuicídio pela primeira vez, tomando umaoverdose denarcóticos. Detalhes sobre outras tentativas, documentadas oficialmente ou não em seu histórico médico, estão presentes nolivro em forma decrônica. Após esse episódio, Plath esteve internada por breve período em uma instituição psiquiátrica, onde recebeu terapia deeletrochoques. Sua estada nohospital McLean foi financiada por Olive Higgins Prouty, também responsável pela bolsa concedida à Plath para arcar com as despesas de seus anos em Smith College. Sylvia recupera-se de seu estado satisfatoriamente, formando-se em Smith College com louvor em 1955. Aluna brilhante, obteve bolsa integral fullbright naUniversidade de Cambridge, naInglaterra, onde continuou a escreverpoesia ativamente, publicando seu trabalho ocasionalmente no jornal Varsity, organizado por estudantes principalmente. No final de fevereiro de 1955, na festa de lançamento da "St. Botolph's Review", em Cambridge, conhece o jovem poetabritânicoTed Hughes, o que Plath afirmou em uma carta à mãe ser paixão imediata, visto que já acompanhava e admirava seu trabalho literário. Casaram-se em uma pequena cerimônia no dia 16 de junho de1955.
O jovem casal de poetas passou o período de julho de1957 a outubro de1959 vivendo e trabalhando nosEstados Unidos, onde Plath lecionava inglês em Smith.
Mudaram-se paraBoston, onde Plath assistia aos seminários do poetaRobert Lowell. Além de Sylvia, a poetaAnne Sexton também frequentou esses seminários. Nessa época, Plath e Hughes conhecem também W. S. Merwin, que admirou o trabalho do casal, firmando amizade com Sylvia e Ted por toda a sua vida.
Com a descoberta da gravidez de Plath, o casal muda-se de volta para aInglaterra, vivendo em Chalcot Square, próximo à área Primrose Hill de Regent's Park, emLondres. O casal fixa-se então, na pequena cidade de North Tawton, emDevon. Nessa época, é publicada a primeira coletânea de poemas de Sylvia Plath, chamada "The Colossus". Em fevereiro de1961, Plath sofre umaborto, que seria um dos seus temas principais, presente em grande número de poemas.
O casamento de Plath comTed Hughes começa, então, a enfrentar muitos obstáculos, particularmente a relação extra-conjugal de Hughes comAssia Wevill, e o casal separa-se no final de1962. Plath, então, retorna aLondres com seus dois filhos, Frieda e Nicholas, de três anos e um ano, respectivamente, alugando um apartamento na rua Fitzroy n° 23 (a apenas alguns quarteirões do apartamento em que havia morado com o marido, em Chalcot Square), no prédio ondeW. B. Yeats também havia morado. Plath agradou-se do fato, considerando um bom presságio. Ali escreve o "A Redoma de Vidro", seu único romance.
Túmulo de Sylvia Plath no St Thomas A. Beckett Churchyard, Heptonstall,West Yorkshire,Inglaterra
Na manhã de11 de fevereiro de1963, Plath veda completamente o quarto das crianças com toalhas molhadas e roupas, deixando leite e pão perto de suas camas, tendo o cuidado de abrir as janelas do quarto, ainda que em meio a uma forte nevasca. De seguida, toma uma grande quantidade de narcóticos, deitando logo após a cabeça sobre uma toalha no interior doforno, com o gás ligado, morrendo passado pouco tempo.
Na manhã seguinte, foi encontrada pelaenfermeira que havia contratado, Myra Norris, que, quando chegou ao apartamento, sentiu um cheiro muito forte de gás. Pediu ajuda. A porta foi arrombada. O quarto das crianças estava gelado, e ambas com muito frio.
Em16 de março de2009, o seu filhoNicholas Hughes (biólogo marinho e professor universitário emFairbanks,Alasca), em consequência de uma depressão, também cometeu suicídio, enforcando-se em sua casa. Não era casado e não tinha filhos.
Plath manteve o hábito de escrever em diários, desde a idade de 11 anos, até ao seu suicídio. Seus diários da fase adulta, começando com os seus anos como caloura em Smith College em1950, foram publicados primeiramente em1980, editados por Frances McCullough. Em1982, quando o Smith College recuperou os diários que faltavam, Ted Hughes os selou até11 de fevereiro de2013, decorridos 50 anos da morte de Sylvia.
Em1998, pouco antes de sua morte, Hughes liberou os manuscritos, passando-os para Frieda e Nicholas, que os repassaram para Karen V. Kukil, para serem editados. Kukil termina a edição em dezembro de1999 e, no anos de2000, osDiários são publicados pela editora Anchor Books, com o títuloThe Unabridged Journals of Sylvia Plath. De acordo com a contracapa, dois terços dosUnabridged Journals eram materiais novos. A escritora americana Joyce Carol Oates descreve a publicação como um "genuíno evento literário".
Hughes foi alvo de muito criticismo, pelo papel que desempenhou destruindo a última parte dos diários de Plath, que continham escritos desde o inverno de1962 até à sua morte. Ele se defende, afirmando que os havia destruído em um ato de proteção de seus filhos e que o esquecimento para ele era uma parte essencial da sua sobrevivência.
A banda britânica The Cure faz referência à Letters Home em uma de suas músicas “Open” do álbum Wish com o verso “and the way the rain comes down hard / that’s the way I feel inside…"[4] originalmente a frase era “I am glad the rain is coming down hard. It’s the way I feel inside."
A banda escocesa Belle and Sebastian também homenageia a autora em sua canção "Enter Sylvia Plath".
A cantorabritânicaMarina também referencia Sylvia Plath em seuvideoclipe Su-Barbie-A, no seguinte verso: "If you're going to tell me you don't like this dress, I'm sticking my head right in the oven".
