Wuornos sinh năm 1956 trong một gia đình có hai người con ở Rochester, bang Michigan, Mỹ. Cha mẹ cô ta chia tay nhau trước khi con gái chào đời. Cha của Wuornos từng bị bắt giữ vì tội quấy rối trẻ em và tự tử trong lúc chờ hầu tòa.
Người mẹ bỏ rơi hai con lúc Wuornos mới 4 tuổi. Wuornos và người anh trai hơn 2 tuổi được gửi cho ông bà ngoại nuôi dưỡng. Tuy nhiên, cuộc sống của Wuornos cũng không sáng sủa hơn do ông ngoại nghiện rượu và thường xuyên đánh đập các cháu.
Thiếu sự chỉ bảo dạy dỗ và yêu thường chăm sóc, Wuornos lớn lên cùng với những hành vi và suy nghĩ lệch lạc. Mới 11 tuổi, cô bé đã biết đổi tình lấy đồ ăn và thuốc lá trong trường học. Năm 14 tuổi, Wuornos bị một người bạn của ông cưỡng hiếp đến mang bầu. Sau khi biết chuyện, ông ngoại đã nổi trận lôi đình và đuổi cháu gái ra khỏi nhà.
Wuornos sinh một bé trai tại một cơ sở dành cho các bà mẹ độc thân, rồi đem cho đứa bé làm con nuôi. Không thể tìm được việc làm tử tế do thất học, Wuornos bắt đầu dấn thân vào nghề bán dâm để kiếm sống. Từ năm 1974 - 1976, cô ta hành nghề với nhiều tên gọi khác nhau và nhiều lần bị cảnh sát bắt giữ vì lái xe trong lúc say rượu, hành hung và cướp có vũ trang.
Sau khi anh trai qua đời vì ung thư thực quản vào năm 1975, Wuornos nhận được 10.000USD tiền bảo hiểm và quyết định chuyển tới sống ở bang Florida. Tại đây, cô ta gặp rồi nhanh chóng kết hôn với Lewis Gratz Fell, chủ tịch một câu lạc bộ du thuyền 69 tuổi. Song, cuộc hôn nhân này kết thúc một cách chóng vánh chỉ sau 9 tuần, do tình yêu và sự chiều chuộng của ông chồng già không đủ để chế ngự cái tôi bạo lực và trụy lạc bên trong Wuornos.
Một lần nữa bị tống cổ ra đường, Wuornos sống bất cần đời và dính líu vào hàng loạt hành vi phạm pháp. Năm 1986, cô ta gặp Tyria Moore trong một quán bar của người đồng tính và cả hai nhanh chóng trở thành tình nhân của nhau.
Suốt gần 4 năm sống chung, Wuornos vẫn tiếp tục bán dâm trên đường cao tốc để nuôi cả người tình. Nhưng, những khó khăn tài chính rốt cuộc cũng khiến mối quan hệ tan vỡ. Đây cũng là thời điểm ghi dấu vụ giết người đầu tiên của Wuornos.
Nạn nhân đầu tiên của Wuornos là Richard Mallory, một chủ cửa hàng ở Palm Harbor, Florida. Có nhân chứng khai đã nhìn thấy Mallory khi ông đang đi cùng Wuornos vào ngày 30/11/1989. Một ngày sau, cư dân địa phương phát hiện chiếc xe hơi của Mallory với một chiếc ví rỗng, một số bao cao su và một vỏ chai vodka bên trong, bị vứt bỏ tại một khu vực hẻo lánh ở bãi biển Ormond. Gần 2 tuần sau, cảnh sát mới tìm thấy thi thể của doanh nhân xấu số với 3 viên đạn găm ở ngực tại một khu vực thuộc vùng biển Daytona.
5 tháng sau cái chết của Mallory, một nam giới ở Florida có tên David Spears được phát hiện đã chết vì 6 phát đạn 22mm ở rừng gần Tampa. Cùng thời điểm, cư dân gần đó cũng thông báo tìm thấy xác của một người đàn ông khác tử vong vì bị bắn cùng một loại súng. Thêm 3 nam giới nữa cũng gặp kết cục bi thảm tương tự vào mùa hè năm 1990.
Khi thi thể nạn nhân thứ 7 được tìm thấy vào tháng 11/1990, truyền thông bắt đầu đề cập tới khả năng tồn tại một kẻ sát nhân hàng loạt. Sau khi ghi nhận lời khai của các nhân chứng và thu thập các chứng cơ, cảnh sát xác định Wuornos là nghi phạm chính và tiến hành bắt giữ cô ta tại một quán bar ở hạt Volusia vào tháng 1/1991.
Các điều tra viên khám phá ra rằng, chỉ trong vòng một năm, Wuornos đã giết hại tới 7 người đàn ông da trắng tại bang Florida bằng cùng một thủ đoạn là dùng súng bắn chết nạn nhân, rồi cướp hết tài sản của họ.
Sau nhiều cuộc thẩm vấn, Wuornos cuối cùng cũng thừa nhận tội nhưng nói tất cả đều nhằm tự vệ. Song, sau đó cô ta khai, động cơ gây án là nhằm trả thù việc bị đàn ông đánh đập và hãm hiếp.
Mặc dù các bác sĩ xác nhận Wuornos bị rối loạn tâm thần nặng, nhưng ngày 27/1/1992, tòa vẫn tuyên án tử hình đối với cô ta vì những tội ác ghê rợn đã gây ra.
Ngày 9/10/2002, Wuornos chính thức bị xử tử bằng tiêm thuốc độc tại Broward.
Vụ án của Wuornos đã được đề cập đến trong một bộ phim tài liệu và nhiều chương trình tọa đàm trên truyền hình về tội phạm vào cuối những thập niên 1990.
Cuộc đời bi kịch của người phụ nữ được coi là "nữ sát nhân hàng loạt đầu tiên trong lịch sử Mỹ" cũng trở thành nguồn cảm hứng cho sự ra đời của hai tác phẩm điện ảnh "Sự tuyệt vọng của kẻ giết người hàng loạt" (1992) và "Ác quỷ" (2003),bộ phim giúp minh tinh Charlize Theron giành một giải Oscar cho nữ diễn viên chính xuất sắc nhất.