Đặng Thuỳ Trâm sinh trưởng trong một gia đình trí thức Hà Nội. Bố là bác sĩ ngoại khoa, mẹ là dược sĩ, giảng viên trường Đại học Dược Hà Nội. Tốt nghiệp trường Đại học Y khoa Hà Nội năm 1966, Thùy Trâm tham gia Quân đội Nhân dân Việt Nam với tư cách là một bác sĩ quân y và được điều vào công tác ở Đức Phổ, chiến trường Quảng Ngãi. Thùy Trâm vào Đảng Cộng Sản Việt Nam ngày 27 - 9- 1968.
Ngày 22 tháng 6 năm 1970, bệnh xá Đức Phổ bị tập kích, Đặng Thùy Trâm hy sinh. Hài cốt cô được mai táng tại nơi hy sinh,
Sau thống nhất được đưa về nghĩa trang liệt sĩ xã Phổ Cường, huyện Đức Phổ. Năm 1990, được gia đình đưa về nghĩa trang Xuân Phương, Từ Liêm, Hà Nội. Cô là tác giả hai tập nhật ký được viết từ ngày 8-4-1968 cho đến ngày 20- 6- 1970( 2 ngày trước khi hy sinh). Hai tập nhật ký này được Frederic Whitehurst, cựu sĩ quan quân báo Hoa Kỳ, lưu giữ cho đến vào cuối tháng 4- 2005 trả lại cho gia đình .
Đặng Thuỳ Trâm được Nhà nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Namtruy tặng danh hiệu Anh hùng lực lượng vũ trang nhân dân năm 2006