Ursula Kroeber Le Guin nacque da Alfred Kroeber, un'autorità nel campo dell'antropologia, e da Theodora Kracaw, anch'essa scrittrice, che ebbe una notevole influenza nella formazione delle sue opere.
Ursula crebbe nella sua città natale presso la Napa Valley e fu sin da subito una precoce scrittrice e appassionata di letteratura fantascientifica. Scrisse la sua prima storia all'età di nove anni e l'anno seguente inviò il suo primo racconto, che venne respinto, alla rivista Amazing Stories.
Alla fine degli anni '40 studiò letteratura all'Università della Columbia e si laureò in storia della letteratura francese e del Risorgimento italiano.
Si trasferì a Parigi, dove conobbe l'uomo che nel 1953 sarebbe divenuto suo marito, Charles A. Le Guin.
Nel 1962 pubblicò il suo primo racconto fantasy, Aprile a Parigi, e ricominciò a scrivere racconti di fantascienza: il suo primo lavoro apparve su Amazing Stories solo nel 1964, ma fu con il 1969 che arrivò la notorietà. In quell'anno vinse infatti i premi Hugo e Nebula per La mano sinistra delle tenebre; nel 1975 vinse nuovamente gli stessi premi con I reietti dell'altro pianeta.
Attualmente vive con il marito e tre figli a Portrad, nell'Oregon.
Si autodefinisce anarchica e femminista, ed è una dei rari esponenti della letteratura utopica moderna.