A délkelet-svédországi Vimmerbyben nőtt fel, ahol tanárai már az elemi iskolában azt jósolták, hogy ő lesz Vimmerby Selma Lagerlöfje. A jóslat csak félig-meddig teljesült, mert bár az ő műveit is világszerte olvassák, Nobel-díjból csak alternatív jutott neki, 1994-ben kapta. Stockholmban gyorsírást tanult, és egy fia is született, de szegénysége miatt kénytelen volt nevelőszülőkhöz adni. Idővel hozzáment főnökéhez, akitől lánya született, végre magához vehette fiát, és főállású anyaként élte mindennapjait.

1941-ben betegsége miatt ágyában unatkozó lánya arra kérte, meséljen neki Harisnyás Pippiről. Így születtek a mesék a Villekulla-villában lakó varázslatos erejű Pippiről, akinek lakótársa Nilsson úr, a majom és egy fehér ló, ráadásul egy bőröndnyi aranya is van. Szülei viszont nincsenek, anyja angyal lett, apja, a hajóskapitány egy messzi szigeten a négerek királya. A meséket utóbb leírta, és lánya tizedik születésnapjára meg akarta jelentetni. Próbálkozott is egy kiadónál, mely postafordultával elborzadva küldte vissza a kéziratot ― már az is eredmény volt, hogy nem hívták nyakára a gyermekvédelmi hatóságokat. Harisnyás Pippi nyomtatásban végül 1945-ben jelent meg, s bár a kritika és a szülők fanyalogtak, a gyerekek imádták. Lindgrent a kiadó gyermekirodalomért felelős szerkesztőként alkalmazta, s ő munka mellett újabb és újabb gyermektörténeteket írt. Volt köztük lányregény, kalandregény, detektívtörténet, tündérmese, egymás után született meg Háztetey Károly, Juharfalvi Emil, Kalle, a kis mesterdetektív. Kalandjaikban csínytevések, izgalmak, mulatságos események keverednek, s az olvasót magával ragadja a végtelen szabadság érzése, a korlátokat nem ismerő gyermeki fantázia világa.

Lindgren könyveit több mint hatvan nyelvre, köztük zulura, örményre, szuahélire is lefordították, világszerte negyvenmillió példány kelt el belőlük, s többet meg is filmesítettek. Megkapta az Andersen-díjat, a Svéd Akadémia aranyérmét és a Német Könyvkereskedelem Békedíját. 1987-ben kisbolygót neveztek el róla, az írónő ezután azt kérte, a továbbiakban szólítsák Aszteroid Lindgrennek. Az erőszakmentességet hirdette, síkra szállt az állatok védelméért, 80. születésnapjára a svéd kormány a Lex Lindgren néven elhíresült állatvédelmi törvénnyel lepte meg. 2002. január 28-án hunyt el Stockholmban, temetésén a svéd király és a kormány is képviseltette magát. Emlékére Astrid Lindgren Irodalmi Emlékdíjat alapítottak.

Sarudi Ágnes