Родилась 21 октября 1929 года в Беркли, штат Калифорния, в семье известного антрополога Алфреда Крёбера и писательницы Теодоры Кракау. Урсула и три её брата, Клифтон, Теодор и Карл Крёбер много читали, на них оказал влияние большой круг друзей их родителей, среди которых были представители коренных народов США и Роберт Оппенгеймер. Позже Ле Гуин воспользовалась образом Оппенгеймера в качестве основы для физика Шевека, главного героя книги «Обделённые». Семья Урсулы во время академического года проживала в Беркли, а на летнее время уезжала в своё поместье «Кишамиш» в долину Напа. Ле Гуин рассказывала про поместье, что это «старое, полуразрушенное ранчо … [и] место сбора для учёных, писателей, студентов и индейцев Калифорнии. … я услышала много интересных, взрослых разговоров». Она интересовалась поэзией и биологией, но математика давалась ей с трудом.
Ле Гуин позже заявляла, что она благодарна за лёгкость и счастье её воспитания. Окружение способствовало её интересу к литературе, и первый фэнтези-рассказ она написала в 9 лет, а свой первый научно-фантастический рассказ написала в возрасте 11 лет и отправила на публикацию в журнал Astounding Science Fiction, однако журнал вернул его, отказавшись печатать.
Урсула посещала среднюю школу Беркли. Обучалась в Рэдклифф-колледже Гарвардского университета и в магистратуре Колумбийского университета, специализировалась на средневековой романской литературе. В 1951 году стала бакалавром искусств общества Phi Beta Kappa по французской и итальянской литературе Ренессанса, а в 1952 году получила магистра искусств по ней же. После этого она начала работу над своей диссертацией и получила грант по программе Фулбрайт на обучение во Франции в 1953—1954 годах.
Во время поездки во Францию на корабле «Куин Мэри» познакомилась с историком Чарльзом Ле Гуином из штата Джорджия, американцем французского происхождения. В декабре 1953 года они поженились в Париже. После этого Урсула решила не продолжать свою докторскую работу о творчестве поэта Жана Лемера де Бельжа. По словам Ле Гуин, брак означал для неё «конец докторской степени».
Пара вернулась в Соединённые Штаты, чтобы Чарльз занялся диссертацией на степень доктора философии в университете Эмори. До рождения дочери Элизабет в 1957 году Урсула работала секретаршей и преподавала французский на университетском уровне. Вторая дочь, Кэролайн, родилась в 1959 году.
В 1958 году Ле Гуины переехали в Портленд, штат Орегон. Её муж, Чарльз, стал профессором истории в Университете штата Орегон. В это время Урсула занималась писательством и домашними делами. В 1964 году у неё родился сын Теодор.
Ле Гуин умерла 22 января 2018 года в своём доме в Портленде. Её сын рассказал, что её здоровье несколько месяцев находилось в плохом состоянии, и заявил, что, вероятно, у неё был сердечный приступ. Частные поминальные службы по ней прошли в Портленде. В июне 2018 года в Портленде прошла публичная поминальная служба, на которой выступили писатели Маргарет Этвуд, Молли Глосс и Валида Имариша. «Нью-Йорк Таймс» в своём некрологе назвал её «чрезвычайно популярным автором, который привнёс литературную глубину и реалистичную феминистическую чувствительность в научную фантастику и фэнтези такими книгами, как „Левая рука Тьмы“ и циклом „Земноморье“».
