Nacque a Kalundborg, che si trova nell'attuale Danimarca, ma la sua famiglia si trasferì a Oslo, che allora si chiamava Cristiania, quando aveva due anni. A undici anni perse il padre Ingvald. Per le difficoltà economiche che ne conseguirono fu costretta a lasciare la scuola che frequentava e si iscrisse a scuole di livello inferiore, finalizzate alla formazione professionale, che le fruttarono, nel 1897, un impiego presso il rappresentante locale della AEG. Nel frattempo cominciò a scrivere: nel 1902 presentò un romanzo storico ad un editore, ma fu rifiutato. Nel 1907, invece, riuscì a pubblicare La signora Marta Oulie, un romanzo di genere sentimentale che ebbe un discreto successo. Nel 1909 lasciò l'impiego ed effettuò alcuni viaggi, visitando la Germania e l'Italia. Nel 1912 si sposò con Anders Svarstad, pittore norvegese, da cui ebbe un figlio, Anders. Il matrimonio si rivelò un fallimento: nel 1919 si separarono e nel 1925 divorziarono. Fra il 1920 e il 1922 fu pubblicato, in tre parti, il suo capolavoro: Kristin, figlia di Lavrans, un romanzo storico che narra la vita di una donna in Scandinavia durante il Medioevo. Durante un viaggio a Montecassino, nel 1925, annunciò ufficialmente di aver abbracciato la fede cattolica. Scrisse un saggio intitolato Propaganda cattolica. Nel 1928 ricevette il Premio Nobel per la letteratura.Poiché era un'attenta osservatrice della società fu uno dei primi intellettuali, a livello internazionale, ad accorgersi della gravità dello svilupparsi del nazismo e ad esporsi pubblicamente contro tale ideologia. Per questo motivo, quando la Norvegia fu invasa dai tedeschi, fu costretta alla fuga: raggiunse gli Stati Uniti viaggiando verso Oriente, attraverso la Russia e il Pacifico, e si stabilì a New York. Il figlio morì in guerra. Nel 1945 rientrò in patria, a Lillehammer, dove si dedicò soprattutto alle biografie dei santi fino al 1949, anno della sua morte.