Urodzona w Kórniku pod Poznaniem, całe życie związana była z Krakowem, gdzie mieszkała od 1929 roku. Tam rozpoczęła naukę, którą w czasie niemieckiej okupacji kontynuowała na tajnych kompletach. W 1941 roku zdała maturę, w tym okresie zaczęła też pisać utwory poetyckie. Zadebiutowała w marcu 1945 roku wierszem Szukam słowa opublikowanym w dodatku do „Dziennika Polskiego”. W tym piśmie przez jakiś czas pracowała, tam też poznała redaktora, poetę i tłumacza Adama Włodka, którego poślubiła w 1948 roku (rozwód w 1954).
Studiowała na Uniwersytecie Jagiellońskim polonistykę i socjologię. W latach 40. XX wieku należała do grupy literackiej Zespół Młodych „Inaczej”. Pracowała jako sekretarz dwutygodnika „Świetlica Krakowska”, ilustrowała książki, publikowała recenzje teatralne, wiersze i przekłady poetyckie między innymi w „Dzienniku Literackim”, „Echu Tygodnia”, „Nowej Kulturze”. W tym czasie należała do Klubu Literackiego przy Związku Zawodowym Literatów Polskich. Od 1950 roku należała do PZPR. W 1953 roku dołączyła do zespołu „Życia Literackiego” jako kierowniczka działu poezji; prowadziła tam też rubrykę Poczta literacka.
W 1966 roku wystąpiła z PZPR w proteście między innymi przeciw usunięciu z partii Leszka Kołakowskiego; w związku z tym straciła posadę w „Życiu Literackim”, dalej jednak współpracowała z pismem, prowadząc w nim nieregularną rubrykę Lektury nadobowiązkowe.
W latach 70. XX wieku należała do nieoficjalnej Grupy Biprostal (z Martą Wyką, Ewą Lipską, Kornelem Filipowiczem); była sygnatariuszką „Memoriału 59” przeciw projektowanym zmianom w konstytucji PRL; od 1978 roku była członkinią niezależnego Towarzystwa Kursów Naukowych. W latach 80. zaczęła współpracę z „Pismem” i „Tygodnikiem Powszechnym”, a także z paryską „Kulturą”. Od 1988 roku była członkinią Polskiego PEN Clubu, a od 1989 Stowarzyszenia Pisarzy Polskich. Wykładała również przez kilka lat w Studium Literacko-Artystycznym UJ.
W 1996 roku otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie literatury – z części nagrody utworzyła fundusz na cele charytatywne.
Szymborska stanowiła fenomen i zagadkę: skromna, zamknięta, dyskretna i wyciszona elektryzowała czytelników. Prostota jej wierszy skutecznie opiera się objaśnieniom badaczy i bezbłędnie trafia w gust współczesnego odbiorcy. Poetka nawiązywała kontakt z publicznością ponad głowami krytyków i bez pomocy mass mediów, a jej wiersze rozchodziły się w nakładach równych powieściom popularnym. Być może o popularności Szymborskiej i jej sukcesie zadecydowała osobliwość stylu, odrębność, wyłączność rozumiana jako warunek twórczej i egzystencjalnej niezależności.
Szymborska nie utożsamiała się nigdy z żadnym kierunkiem poetyckim, stworzyła własną szkołę pisania, własny język – pełen dystansu do wielkich wydarzeń historycznych, do biologicznych uwarunkowań ludzkiego istnienia, do społecznej roli poety, do systemów filozoficznych, ideologii, prawd przyjmowanych na wiarę, nawyków, stereotypów, zahamowań. Był to również język współczucia dla pokrzywdzonych, język zachwytu nad urodą życia, które poraża swym pięknem, nielogicznością, tragizmem. Język wyważonych sądów i stonowanych uczuć; język liryki kontrolowanej przez umysł chłodny i świeży, język poddany intelektualnym rygorom, które nie wykluczały wrażliwości na zwyczajne atrakcje bytu. Język na ogół lojalny wobec mowy potocznej, nieznacznie poszerzający jej zasoby leksykalne. Język paradoksu, z pozoru prosty, a w istocie wyrafinowany i przewrotny. Szymborska pisała mało; policzono, że wydała zaledwie trzy i pół setki wierszy. Być może dzięki temu ograniczeniu są one prawie bez wyjątku arcydziełami.
Znana w świecie dzięki przekładom między innymi na angielski, francuski, niemiecki, holenderski, hiszpański, czeski, słowacki, szwedzki, bułgarski, albański i chiński.
Szymborska była laureatką wielu nagród za twórczość literacką: w 1972 roku otrzymała nagrodę Fundacji Alfreda Jurzykowskiego w Nowym Jorku, w 1991 roku niemiecką nagrodę im. J.W. Goethego przyznawaną przez miasto Frankfurt nad Menem, w 1995 roku austriacką nagrodę im. J.G. Herdera oraz nagrodę Polskiego PEN Clubu za 1995. W tym samym roku Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu nadał jej tytuł doktora honoris causa. W 2005 roku otrzymała chilijski medal przyznawany wybitnym osobom z okazji setnej rocznicy urodzin Pabla Nerudy.
Odznaczona Złotym Krzyżem Zasługi (1955), Krzyżem Kawalerskim Orderu Odrodzenia Polski (1974), Złotym Medalem „Zasłużony Kulturze Gloria Artis” (2005), Orderem Orła Białego (2011) oraz pośmiertnie Złotym Medalem Honorowym za Zasługi dla Województwa Małopolskiego (2012).
Na mocy testamentu poetki w kwietniu 2012 roku została założona Fundacja Wisławy Szymborskiej, która od 2013 roku przyznaje nagrodę jej imienia. Rok 2023 uchwałą Sejmu RP ustanowiono Rokiem Wisławy Szymborskiej.