麟德元年(公元664年)，上官婉儿的爷爷上官仪因替高宗起草将废武则天的诏书，被武后所杀，其时还连诛其父上官庭芝，刚出生的上官婉儿与母亲郑氏被配没掖廷为奴。在掖廷期间，上官婉儿熟读诗书，不仅能吟诗著文，并且明达吏事。
仪凤二年，上官婉儿曾被武则天召见宫中，当场出题，让其依题着文。上官婉儿顷刻而成。武则天看后大悦，当即命令免其奴婢身份，让其掌管宫中诏命。
不久，上官婉儿又因违忤旨意，罪犯死刑，但武则天惜其文才而特予赦宥，仅仅处以黥面(在脸上刻记号)。此一节，史家说法各异，一说为嗣圣元年二月，武则天废中宗为庐陵王，自己当皇帝。扬州司马徐敬业率十万之众征伐武则天，其时骆宾王写了《为徐敬业讨武曌檄》。婉儿从宫人手中得到，因文采飞扬，爱不释手。在与武则天攀谈中，婉儿讲出要保护人才的话，引起女皇帝不满。
另一说则古怪一些，武则天万岁通天三年的一天，武则天与男宠张昌宗兄弟二人正在吃早餐，上官婉儿也一旁坐下吃饭。忽然，武则天一扬手，一把利刀射向上官婉儿的脑门。本来，上官婉儿在吃饭时多看了张昌宗两眼，被武则天一气扔出匕首。上官婉儿不应私自与武则天的男宠张昌宗偷情。武氏愤慨不过，命令将上官婉儿关了起来。但她心里也对立极了:婉儿常为她制诰命令，几乎不用武氏操心;不杀，又咽不了恶气。所以决议代之以黥刑，让她承受经验。今后，上官婉儿遂精心服侍，更得武则天欢心。
景龙四年六月，唐中宗被韦后与安泰公主毒身后，上官婉儿与太平公主一同草拟遗诏，立温王李重茂为皇太子。七月，临淄王李隆基率羽林将士冲入宫中，杀韦后及其翅膀。婉儿本是个聪明人，竟带着宫人出迎，并把她与太平公主所拟遗诏拿给李隆基看，期免一死。但李隆基看后却说:"此婢妖淫，渎乱宫闱，今天不诛，后悔无及了。"遂杀了上官婉儿。
李隆基虽剑杀上官婉儿，但他仍必定其文学造就，即位后广征她的著作，编成文集二十卷，一代旷世才女，不至于湮没在历史长河中。