上官婉儿是唐高宗时宰相上官仪的孙女，麟德元年（664年），祖父上官仪因替高宗起草将废武则天的诏书，与上官庭芝一起被武则天所杀，刚刚出生的上官婉儿与母亲郑氏同被配没掖廷。在掖廷为奴期间，在其母的精心培养下，上官婉儿熟读诗书，不仅能吟诗着文，而且明达吏事，聪敏异常。

相传婉儿将生时，母亲郑氏梦见一个巨人，给她一秤道：“持此称量天下士。”郑氏料想腹中，必是一个男孩，将来必能称量天下人才，谁知生下地来，却是一个女儿，郑氏心中甚是不乐。这婉儿面貌美丽，却胜过她母亲，自幼儿长成聪明伶俐，出世才满月，郑氏抱婉儿在怀中戏语道：“汝能称量天下士么？”婉儿即呀呀地相应。待往后婉儿专秉内政，代朝廷品评天下诗文，果然“称量天下士”。

仪凤二年（677年），武则天召见了年仅十四岁的上官婉儿，当场出题考较。上官婉儿文不加点，须臾而成，且文意通畅，词藻华丽，语言优美，真好像是夙构而成。武则天看后大悦，当即下令免其奴婢身份，让其掌管宫中诏命。

后来武则天称帝，诏敕多出其手者。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免，只是处以黥面而已。以后，上官婉儿遂精心伺奉，曲意迎合，更得武则天欢心。

从通天元年（696年）开始，武则天又让其处理百司奏表，参决政务，权势日盛，军国谋略，杀生大权，大多取决于上官婉儿。

神龙政变后，唐中宗复辟，又令上官婉儿专掌起草诏令，深被信任，又拜为昭容，封其母郑氏为沛国夫人。

唐隆元年六月二十日（710年7月21日），李隆基发动唐隆之变，以禁军官兵攻入宫中，杀死韦后、安乐公主及所有韦后一党。 在李隆基率军进入宫中时，上官婉儿执烛率宫人迎接，并把她与太平公主所拟遗诏拿给刘幽求观看，以证明自己是和李唐宗室站在一起的，刘幽求拿着遗诏求李隆基开恩，但李隆基不许，斩上官婉儿于旗下。