Родилась 29 апреля 1970 года в Бостоне, в семье профессора Колумбийского университета, специалиста по восточным религиям и в прошлом буддийского монаха Роберта Турмана и баронессы Нены фон Шлебрюгге, известнейшей модели своего времени, ныне психотерапевта по профессии. Ранее мать Умы недолгое время была замужем за Тимоти Лири. Отец Нены — немец, мать — шведка.
Имя, которое означает «дарующая блаженство», в честь индуистской богини Умы дал будущей актрисе отец. Обычно считается, что он стал первым американцем в истории, постриженным в буддийские монахи лично Далай-ламой. Монашеская жизнь Роберта Турмана в США подверглась серьёзному испытанию, он вернул обеты, окончил университет и ныне преподаёт на религиозном факультете Колумбийского университета.
Мать Умы родилась в семье барона Карла фон Шлебрюгге и Биргит Холмквист. Фон Шлебрюгге был состоятельным предпринимателем и во время Второй мировой войны попал в тюрьму за отказ разорвать деловые контракты с партнёрами-евреями. Биргит Холмквист была довольно успешной моделью в Швеции. В городе Треллеборг на юге страны установлен памятник, моделью для которого послужила Биргит. Мать Умы является шведской подданной. Приехав в Америку, она жила среди хиппи и даже ненадолго вышла замуж за легендарного идеолога контркультуры, исследователя действия психоделических препаратов Тимоти Лири. Сегодня Нена Турман — вполне респектабельный психотерапевт.
Актёрская карьера Умы заладилась не сразу. Приехав в Нью-Йорк, Ума работала посудомойкой и пыталась пробиться в фотомодели. По-настоящему её заметили только после эпизодической роли в фантастическом фильме Терри Гиллиама «Приключения барона Мюнхгаузена». В одной из сцен Гиллиам спародировал картину Боттичелли «Рождение Венеры». Венерой была Ума Турман.
Но истинная слава пришла к ней после фильма «Генри и Джун», где она сыграла жену писателя Генри Миллера. Поразивший своей откровенностью пуританскую американскую цензуру фильм получил прокатный рейтинг — порнография (потом он был заменён на промежуточный NC-17), а Ума Турман удостоилась прозвища «секс-символ для интеллектуалов». «Сексуальность всегда была важнейшей составляющей искусства, — считает Ума. — Актёр, который хочет точно изобразить своего героя, должен учитывать, что сексуальность — существенная часть любого образа».
Сексуальность Умы сразила и Квентина Тарантино, который, по легенде, дал ей роль Мии Уоллес в «Криминальном чтиве», как только увидел её большие ступни. Экстравагантный Квентин был убеждён, что большие ступни у женщины — это очень сексуально. Благодаря «Чтиву» Ума впервые в жизни номинировалась на «Оскар» и окончательно закрепилась в статусе звезды. 7 февраля 2006 года Ума Турман награждена французским орденом Искусств и литературы.
В июне 2018 года стало известно, что Ума Турман подала запрос на получение гражданства Швеции, чтобы навсегда перебраться в эту страну. Для прохождения всех юридических и бюрократических процедур Турман наняла в Нью-Йорке известного шведского адвоката и бывшего министра юстиции Томаса Будстрёма (Thomas Bodström).
В 2019 году Ума Турман сыграла одну из основных ролей в многосерийной мистической драме «Потайные комнаты» (Chambers) от американской компании Netflix, состоящей из 10 серий.