Uma Karuna Thurman nació un 29 de abril en Boston, Massachusetts, que inició en el mundo de la moda como modelo profesional y recién a sus 18 años incursionó en la pantalla grande con los film Johnny Be Good (1987) y en Kiss Daddy Goodnight (1987)

Allí encontró su verdadera vocación y no pasó mucho para que se convirtiera en la musa de varios directores por su versatilidad y veracidad a la hora de interpretar a sus personajes. 

Según comentó en varias oportunidades sufrió bulliyng por parte de sus compañeros ya que la cargaban por su estatura, su nombre extravagante (a veces usaba el nombre Uma Karen en lugar del verdadero Uma Karuna), y la talla de sus pies. Al tiempo que una amiga de su madre cuando ella tenía 10 años le sugirió que se realizara una rinoplastía, sugerencia que la mortifico durante años y la llevo a padecer de "dismorfia", un desorden mental que implica una imagen distorsionada del cuerpo.

Antes de convertirse en una gran estrella de hollywood, Uma protagonizo varios film que fueron un fracaso de taquilla y denostados por la critica, incluso audicionó varias veces para Quentin Tarantino sin éxito, ya que el director decia que no le gustaban sus interpretaciones. 

Su perspectiva cambió cuando en una cena, realizaron una escena de una película y el pensó que ella era perfecta para interpretar a Mía en "Pulp Fiction". 

Ese trabajo le valdría ser la musa del director que años después escribiría "Kill Bill" especialmente para la actriz. De hecho durante la filmación tuvieron que parar varios meses ya que Uma quedó embarazada. En aquel momento se barajó la idea de darle el papel a otra actriz. Algo a lo que Tarantino se opuso firmemente. 

En cuanto a su vida personal, Uma se casó en 1990 con el actor británico Gary Oldman, del que se divorció tan solo dos años después. En 1998, durante el rodaje de "Gatacca" conoció a  Ethan Hawke, con quien volvió a pasar por el registro civil y tuvo dos hijas. Finalmente la pareja pondría punto final en 2003. 

Ethan Hawke le dedicó su novela For Karuna, tal es su segundo nombre. En 2011 estuvo comprometida con el financiero Arpad Busson con quien tuvo una hija llamada Rosalind Arusha Arkadina Altalune Florence Thurman-Busson, apodada Luna.

Es una gran activista por los derechos de las mujeres, y militante contra la portación de armas. 

En 2018, un año después de que salieran a la luz los primeros casos de abuso sexual contra Harvey Weinstein, Thurman denunció los abusos que sufrió del productor Harvey Weinstein, lamentando no haberlo hecho antes.