Simone Weil nació en el seno de una familia judía intelectual y laica: su padre era un médico renombrado y su hermano mayor, André Weil, un matemático reputado. Estudió filosofía y literatura clásica. A los diecinueve años de edad ingresó, con la calificación más alta, seguida por Simone de Beauvoir, en la Escuela Normal Superior de París. Se graduó a los veintidós años y comenzó su carrera docente en diversos liceos (Le Puy-en-Velay, Auxerre y Roanne).
A comienzo de los años 1930 partió por algunas semanas a Alemania y a su regreso escribió algunos artículos donde expresó con lucidez hacia dónde se dirigía dicho país. Encontró un país socioeconómicamente hundido con una izquierda profundamente dividida (el partido comunista de Alemania controlado por Stalin libraba una lucha contra la socialdemocracia como "enemigo principal") y un partido nazi en ascenso imparable. Para ella las consecuencias serían inevitables.
Participó en la huelga general de 1936. Militó apasionadamente por un pacifismo intransigente pero, al mismo tiempo, formó parte de la columna Durruti en España, que luchaba contra el levantamiento militar encabezado por Francisco Franco. Fue periodista voluntaria en Barcelona y se incorporó a los combatientes armados en el frente de Aragón, participando en alguna acción de guerra. Tras ser testigo del fusilamiento de un joven falangista, escribió en su diario:
«Me tumbo de espaldas, miro las hojas, el cielo azul. Es un día precioso. Si caigo presa, me matarán...Pero lo tengo merecido. Los nuestros han vertido sangre de sobra. Soy moralmente cómplice. Se están produciendo formas de control y casos de inhumanidad absolutamente contrarios al ideal libertario».
Cuando en 1940 fue obligada a huir de París y refugiarse en Marsella, escribió para exponer una filosofía que se quería proyecto de reconciliación —siempre dolorosa— entre la modernidad y la tradición cristiana, tomando como brújula el humanismo griego. En 1942, visitó a sus padres y hermano en Estados Unidos, pero más tarde partió hacia Inglaterra para incorporarse a la resistencia, aunque se vio limitada a trabajar como redactora en los servicios de Francia Libre, liderada por el general Charles de Gaulle.
En julio de 1943 dejó de pertenecer a esta organización. En este período final de su vida profundizó en la espiritualidad cristiana. Sin embargo, su acercamiento fue heterodoxo y no excluyó el interés por otras tradiciones religiosas. También se interesó en estos años por la no violencia preconizada por Gandhi —que ella juzgaba más reformista que revolucionaria— y tuvo algunos encuentros con Lanza del Vasto. En 1943 se le diagnosticó tuberculosis. Se internó en un sanatorio de Ashford, en Inglaterra, donde falleció en agosto con 34 años. Algunos de sus biógrafos subrayan su deseo de compartir las condiciones de vida de la Francia ocupada por la Alemania nazi, lo que la habría llevado a no alimentarse lo suficiente, agravando así su enfermedad. Según el testimonio de Simone Deltz, amiga que le acompañó en el sanatorio en que murió, fue bautizada poco antes de morir.
