Uma Thurman se rodila kao dijeteRoberta Thurmana, profesora indijsko-tibetanskih studija, iNene von Schlebrugge, švedskog modela. Ima troje starije braće; Gandena, Dechena i Mipama, te jednu polusestru, Tayu. Zajedno su proveli jedan dio djetinjstva uIndiji. Kao djevojka je bila povučena i čudna a druga djeca su je zadirkivala. Napustila je srednju školu kako bi se bavila glumom te se preselila uNew York.
Njen filmski debij imala je1988. u čak četiri filma, među kojima je najpoznatiji „Opasne veze“ u kojem je nastupila u jednoj sceni u toplesu, zbog čega je imala problema sa ogromnom pažnjom medija. Kasnije je uslijedila romatična krimi drama “Jedna žena, dva muškarca” u kojoj jeRobert De Niro bio njen partner. No najveći uspjeh uslijedio je1994. sa kultnom krimi dramom „Pakleni šund“ za koju je nominirana zaZlatni globus iOscara. Zanimljivo, redateljQuentin Tarantino nije isprva htio nju u tom filmu negoMichelle Pfeiffer. NakonZF-a „Gattaca“ nanizala je par neuspješnih filmova koju je kritika dočekala na nož, kao što su „Batman i Robin“ te „Osvetnici“. Pošto je postala majka, uzela je par godina pauze od filma. Za TV dramu „Hysterical Blindness“ osvojila jeZlatni globus, a Tarantinov dvodijeli film „Kill Bill“ sa njom je postao iznimno slavan.
Udala se dva puta; njen prvi suprug je bioGary Oldman (1990.) a drugiEthan Hawke (1998.), sa kojim je dobila dvoje djece, Mayu Ray i Levon Roan. Sa obojicom se razvela. Pobornica je legalizacije pobačaja, kontrole oružja te financira organizaciju koja pomaže siromašnima. Po religiji je budistkinja.
