Córka pisarza Stanisława Przybyszewskiego i malarki Anieli Pająkówny. Wychowywała ją matka. Po śmierci Anieli Pająkówny (1912) Stanisława wychowywana była przez Wacława i Zofię Moraczewskich oraz wujostwo Helenę i Marcina Barlińskich. Otrzymała staranne wykształcenie: wcześnie poznała arcydzieła literatury i malarstwa europejskiego, z łatwością przyswoiła sobie kilka języków i umiejętność gry na skrzypcach. W połowie 1916 roku wróciła do kraju. Uczyła się w krakowskim żeńskim seminarium nauczycielskim, w 1920 roku zdała egzamin dojrzałości w IV Gimnazjum Realnym w Krakowie. Po maturze przeniosła się do Poznania, gdzie od ponad roku przebywał jej ojciec z drugą żoną Jadwigą primo voto Kasprowiczową.
W Poznaniu krótko pracowała na poczcie, a następnie rozpoczęła studia muzyczne w poznańskim konserwatorium. Później przez jeden trymestr uczęszczała na wykłady na wydziale filologicznym. Samodzielnie studiowała ekonomię, psychologię i podstawy nauk socjologicznych, pracowała jako nauczycielka. W 1922 roku debiutowała w XIV tomie poznańskiego „Zdroju” przekładem prozy poetyckiej Myśli o malarstwie Marcela Lenoira.
Po przeprowadzce do Warszawy poślubiła w 1923 roku malarza Jana Panieńskiego i oboje wyjechali do Gdańska, gdzie Panieński pracował jako nauczyciel rysunków w Gimnazjum Polskim. Aktywnie uczestniczyli w życiu kulturalnym polskiego środowiska w Wolnym Mieście, brali udział w pracach Macierzy Szkolnej i Towarzystwa Przyjaciół Nauki i Sztuki. W 1925 roku Panieński wyjechał na studia artystyczne do Paryża, gdzie zmarł nagle pod koniec tego samego roku. Przybyszewskiej nie udało się otrzymać etatu nauczycielskiego w Gimnazjum Polskim, ale zdołała zachować bezpłatnie dotychczasowe mieszkanie.
Poświęciła się przede wszystkim twórczości literackiej, utrzymywała się z prywatnych lekcji języków obcych. W latach 1929–1933 pobierała zasiłki i stypendia z Ministerstwa Wyznań Religijnych i Oświecenia Publicznego. Otrzymywała także pomoc finansową od ciotki Heleny Barlińskiej i przyrodniej siostry Iwy (córki Dagny Juel, primo voto Bennet, później od 1947 roku secundo voto Dahlin). Była osobą cierpiącą na ciężką formę choroby reumatycznej. Zmarła 15 sierpnia 1935 roku z ubóstwa i wycieńczenia. Pochowana na Chełmie (niem. Stolzenberg) w Gdańsku. Grób Przybyszewskiej nie zachował się do naszych czasów.
Pozostawiła bogatą korespondencję (Listy – trzy tomy wydane w latach 1978–1985). Pisała wiele opowiadań, które jednak w większości pozostały niedokończone. W 2015 roku wydano Cyrograf na własnej skórze i inne opowiadania – zbiór siedmiu niepublikowanych opowiadań Przybyszewskiej, poświęconych między innymi rewolucji francuskiej.
Do tematyki rewolucji odnosiły się również dramaty Przybyszewskiej. Pierwszy z nich, jednoaktówka Dziewięćdziesiąty Trzeci, to fikcyjny romans między zdeklasowaną arystokratką a młodym działaczem jakobińskim. Z największym rozgłosem spotkała się Sprawa Dantona (1929) – opowieść o walce pomiędzy stronnictwem popierającym Dantona a zwolennikami Robespierre’a. Przybyszewska Przełamała tutaj starą konwencję literacko-historiograficzną, opowiadając się jednoznacznie po stronie Robespierre’a przez ukazanie jego racji ideowych i wypieranie stereotypu krwawego tyrana. Dalszym ciągiem tego dramatu miał być Thermidor – kronika upadku jakobinów w lipcu 1794 roku, lecz utwór ten pozostał nieukończony.
