Marguerite Antoinette Jeanne Marie Ghislaine Cleenewerck de Crayencour est née à Bruxelles, en Belgique, le 8 juin 1903. Son père, Michel de Crayencour, était français, et sa mère, Fernande de Cartier de Marchienne, était belge. Sa mère est décédée peu de temps après sa naissance, et Marguerite a été élevée principalement par son père et sa grand-mère paternelle dans le Nord de la France, notamment au Mont-Noir.

Son père, un homme érudit et voyageur, a joué un rôle déterminant dans son éducation, qui était privée et axée sur l'ouverture au monde et aux livres. Elle a développé très tôt un amour profond pour la littérature et les langues anciennes, comme le grec et le latin.

En 1921, avec l'aide de son père, elle se crée un nom d'auteur, Yourcenar, une anagramme (imparfaite à l'origine) de Crayencour. Elle publie ses premiers poèmes très jeune. Son premier roman, Alexis ou le Traité du vain combat, est publié en 1929.

Dans les années 1930, elle est très nomade, partageant sa vie entre Paris, Lausanne, Istanbul, la Grèce et l'Italie. En 1938, elle rencontre Grace Frick (1903-1979), une universitaire américaine, qui deviendra sa compagne et sa traductrice aux États-Unis.

En 1939, Marguerite Yourcenar traverse l'Atlantique et s'installe aux États-Unis, d'abord pour six mois, mais la Seconde Guerre mondiale la contraint à y rester. Elle obtient la nationalité américaine en 1947. En 1950, elle s'installe avec Grace Frick dans une maison qu'elles nomment "Petite Plaisance" sur l'île des Monts Déserts, dans l'État du Maine, où elle vivra jusqu'à la fin de sa vie.

C'est en 1951 qu'elle publie un roman qui lui apporte la consécration mondiale, Mémoires d'Hadrien. Ce roman historique, écrit sous la forme d'une lettre de l'empereur Hadrien à Marc Aurèle, est récompensé par le Prix Femina-Vacaresco. Son œuvre explore des thèmes universels, puisant souvent son inspiration dans l'Antiquité et l'humanisme.

En 1968, elle publie L'Œuvre au noir, un autre roman historique majeur, qui reçoit le Prix Femina. Parallèlement à son œuvre romanesque, elle travaille sur son projet autobiographique, Le Labyrinthe du monde, une trilogie centrée sur l'histoire de ses ancêtres. Elle était aussi essayiste, poétesse et traductrice, avec une prose épurée et classique.

Le 6 mars 1980, Marguerite Yourcenar devient la première femme élue membre de l'Académie française, un événement historique. Elle décède à Bar Harbor, dans l'État du Maine aux États-Unis, le 17 décembre 1987, à l'âge de 84 ans.

Elle est inhumée au cimetière de Brookside à Somesville, sur l'île des Monts Déserts, dans le Maine, aux États-Unis. Ses cendres y reposent, aux côtés de sa compagne, Grace Frick.