唐高宗是陜西(今河南)人，是宰相上官儀的孫女。林德元年(664)，上官儀因替高宗起草廢除武則天的聖旨，被武侯殺死。剛出生的上官婉兒和母親鄭世同被分配到朝廷。葉挺為奴期間，在母親的悉心培養下，上官婉兒熟讀詩書，不僅能背詩寫文章，而且學識淵博，聰慧過人。宜豐二年(677年)，上官婉兒被武則天召入宮，當場命題，讓她按題寫作。上官婉兒的字是壹瞬間寫出來的，沒有加任何分，而且意思通順，用詞華麗，語言優美，真的好像是夙夙形成的。武則天見了大喜，當即下令免除他的奴婢身份，讓他掌管皇宮。不久，上官婉兒因違背遺囑被判死刑，但武則天饒了她的文采，給了她特赦，只是壹記耳光。日後上官婉兒侍奉細致，迎合曲意，深得武則天寵愛。自陽歷元年(698年)起，被賦予彈貝斯表、參與政務的權力。
神龍元年(705)，唐中宗復位後，讓上官婉兒專門起草詔書，深得信任。她也被尊為，稱她的母親鄭為夫人。在兩年時間裏，吳三思依靠衛皇後和安樂公主的支持，先後設計貶黜了張鑒之、桓、景惠、袁、崔玄用等五位驕橫跋扈的君王。上官婉兒與她有染，在詔令中經常褒揚武氏，打壓皇族，這讓李忠軍王子很生氣。景隆元年(707年)七月，李忠軍與左毓麟將軍李多佐下令300余人起兵，在其府邸殺死吳三思、吳崇訓，並處罰親黨10余人。他們還帶兵抄近路穿過蘇漳門，敲開內閣大門搜尋上官婉兒。上官婉兒趕緊逃到唐中宗和侯偉，並威脅說:“觀親王的想法是先殺了上官婉兒，再依次逮捕皇後和陛下。”、中宗壹時大怒，帶著上官婉兒、安樂公主到玄武門避兵鋒，令右羽林將軍劉飛身二千余人，閉門守在太極堂前。王子戰敗被殺。
此後，上官婉兒經常勸說中宗，在趙文博物館設置大量學士，廣召當朝詞學大臣，多次設宴款待，並賦詩吟唱。上官婉兒每次都同時替換中宗、侯偉和安樂公主，並作了幾首詩，詩詞優美，多為當時人傳唱。對於大臣們寫的詩，中宗命上官婉兒品評，得第壹名的往往授予金爵，極有價值。於是，朝廷內外，詩賦蔚然成風。在上官婉兒的住處，中派還穿塘築石，雕工極其精美，經常引大臣宴飲。當時皇宮禁而寬敞，允許宮內官員隨意出入。上官婉兒於是在宮外與壹些宮中官員買了豪宅，經常與壹些不負責任的萬？和街頭流氓鬼混的孩子，有人因此獲得高位。中書侍郎崔恕，因與上官婉兒私通，後被收為親戚。不久，崔坤主持公務員選舉時，經常被人侵犯。他被禦史李尚彈劾，並因其罪行被驅逐出外國。也因為上官婉兒和安樂公主，她才得以復職。
景隆四年(710)，太平公主日益強大，上官婉兒依附太平公主。六月，唐中宗被魏如昀和安樂公主毒死後，上官婉兒和太平公主壹起起草遺詔，立李重茂為皇太子。魏如昀懂政治，項王李旦參與朝政。七月，臨淄王李隆基率玉林兵入宮，殺死了侯偉及其黨羽。上官婉兒拿著蠟燭迎接宮人，把她和太平公主擬定的遺詔給劉幽秋看。陸佑秋在李隆基用遺詔為她求情，但李隆基拒絕讓她殺死上官婉兒。開元初年，唐玄宗派人收集上官婉兒的詩，編成二十卷，作《張碩序》。在這本詩集裏，《全唐詩》只收錄了32首詩。