Née à Ottawa, Ontario, Margaret Atwood est la fille de Carl Edmund Atwood, zoologue, et de Maragaret Dorothy Killiam, nutritionniste. Du fait du métier de son père, Margaret Atwood a passé la majeure partie de son enfance entre les forêts du Nord du Québec, Sault Ste. Marie et Toronto.
Margaret Atwood a commencé à écrire à l’âge de 16 ans. En 1957, elle commence ses études au collège Victoria à l'Université de Toronto. Elle a notamment suivi les cours de {{lien}} et Northrop Frye. Elle obtient un baccalauréat ès arts en anglais (avec des mineures en philosophie et en français) en 1961.
Après avoir reçu la médaille E. J. Pratt pour son recueil de poème Double Persephone, elle poursuit ses études à Harvard, au Radcliffe College, dans le cadre d’une bourse Woodrow Wilson. Elle est diplômée en 1962 avant de continuer ses études à l'Université Harvard pendant quatre ans.
Elle enseigne à l'Université de Colombie-Britannique (1965), à l'Université Concordia à Montréal (1967-1968), à Université de l'Alberta (1969-1979), à l'Université York à Toronto (1971-1972), et à l'Université de New York.
En 1968, Atwood épouse Jim Polk, mais divorce quelques années plus tard, en 1973. Elle se marie ensuite avec le romancier Graeme Gibson. Elle donne naissance à sa fille Eleanor Jess Atwood Gibson en 1976.
Le prix Arthur C. Clarke lui a été décerné en 1987 pour son roman The Handmaid's Tale, publié en français sous le titre La Servante écarlate.
Elle a remporté le Booker Prize en 2000 pour son roman The Blind Assassin, publié la même année au Canada et en 2002 en France sous le titre Le Tueur aveugle.
Lors de l'élection fédérale canadienne de 2008, elle a accordé son appui au Bloc québécois, parti prônant la souveraineté du Québec.
En janvier 2009, une polémique est lancée à Toronto : son livre La Servante écarlate est accusé par un parent d'élève d'être violent, dépravé et tout à la fois anti-chrétien et anti-islamiste .