Swoje imię zawdzięcza hinduskiej bogini. Jest córką profesora wykładającego na Columbia University.
Karierę rozpoczęła w wieku 16. lat jako modelka. W filmie zadebiutowała w 1987 r. rolą uwodzicielki, która wabi do siebie mężczyzn, by ich potem okraść w filmie "
Kiss Daddy Goodnight". Rok później została dostrzeżona po występie w "
Niebezpiecznych związkach".
W 1990 r. wcieliła się w postać żony Henry'ego Millera w filmie "
Henry i June". Rola ta przekonała producentów i krytyków, że Uma jest aktorką o dużych możliwościach.
Rok 1994 r. przyniósł wiele zmian w jej karierze. Na początku zagrała w jednym z najgorszych filmów dekady "
I kowbojki mogą marzyć", by zaraz potem wystąpić w fenomenalnym "
Pulp Fiction", za rolę w którym otrzymała nominację do Oscara. Dała tam prawdziwy popis sztuki aktorskiej i nie tylko - w wersji reżyserskiej filmu znajduje się scena, która została przez nią nakręcona. Umą Thurman zainteresował się nawet sam
Louis Malle, który chciał ją obsadzić w roli
Marleny Dietrich w filmie biograficznym o tej niesamowitej aktorce. Niestety, śmierć tego wspaniałego reżysera w roku 1995 przekreśliła te plany.
Uma Thurman jest jedną z niewielu aktorek, których praca jest ściśle związana z kinem. Na swoim koncie ma bowiem tylko jeden film telewizyjny: "
Robin Hood" z 1991 r.