Hija de refugiados de la Segunda Guerra Mundial, migró con su madre de Francia a México a los ocho años de edad. Junto a las escritoras argentinas Marta Traba y Luisa Valenzuela, se destacó por la diversidad de su producción y la atención a los marginales en sus escritos periodísticos, el ensayo y la ficción. Ha publicado libros que figurarán por largo tiempo entre los más vendidos.
Como cronista, su producción literaria dialoga con su formación periodística, de donde derivan varios libros, entre ellos Tinísima (1992), cuya protagonista es la fotógrafa y activista política Tina Modotti. En el célebre Hasta no verte, Jesús mío (1969), la protagonista está inspirada en la revolucionaria mexicana Jesusa Palancares, a quien conoció y entrevistó.
Poniatowska se empeña en dar voz al universo femenino como lo hace, en otra clave, su compatriota Elena Garro. En los años 70 rechazó el premio Xavier Villaurrutia por La noche de Tlatelolco, obra en la que reconstruyó la histórica masacre estudiantil. Otra obra de su autoría: Juan Soriano, niño de mil años (1998).
En 2005 publicó la novela El tren pasa primero, y en 2007 recibió el XV Premio Internacional Rómulo Gallegos por el conjunto de la obra. En 2011 fue galardonada con el premio Biblioteca Breve, de la editorial Seix Barral, de España, por el libro Leonora, sobre la vida de la pintora surrealista Leonora Carrington. El gobierno mexicano instituyó un premio literario que lleva su nombre y, en 2013, ella conquistó el premio Cervantes.