Народилась 19 березня 1930, Ржищів, Київська область, у родині вчителів Василя Григоровича та Зінаїди Юхимівни Костенків.
1936 року родина переїхала із Ржищева до Києва.
З 1937 до 1941 рр. навчалася у школі № 100, що містилася в робітничому селищі на Трухановому острові, де на той час жила родина. Школу спалили в 1943 році разом з усім селищем. Цьому присвячено вірш «Я виросла у Київській Венеції».
Після закінчення середньої школи № 123 на Куренівці навчалася в Київському педагогічному інституті, а згодом — у Московському літературному інституті імені О. М. Горького, який закінчила 1956 року.
Була однією з перших і найпримітніших у плеяді молодих українських поетів, що виступили на межі 1950—1960-х років. Період так званих «шістдесятників» створив новітні стилі в українській літературі, змусив творити щось нове, атипове, щось авангардне, але, як і завше, безжальне та максимально критичне щодо влади та тодішнього режиму.
Збірки її віршів «Проміння землі» (1957) та «Вітрила» (1958) викликали інтерес читача й критики, а збірка «Мандрівки серця» (1961) не лише закріпила успіх, а й засвідчила справжню творчу зрілість поетеси, поставила її ім'я поміж визначних майстрів української поезії.
На початку 1960-х брала участь у літературних вечорах київського Клубу творчої молоді. Починаючи з 1961, її піддавали критиці за «аполітичність», був знятий із плану знімання фільм за сценарієм Л. Костенко «Дорогою вітрів».
8 квітня 1963 року на ідеологічній нараді секретар ЦК КПУ з ідеології А. Скаба заявив: «Формалістичні викрутаси зі словом неминуче призводять до викривлення і затемнення ідейно-художнього змісту твору. А що справа саме така, свідчать деякі твори молодих поетів М. Вінграновського, І. Драча, Л. Костенко». Це був сигнал до погрому покоління шістдесятників.
1963 — зняли з друку книжку віршів Л. Костенко «Зоряний інтеґрал», книжку «Княжа гора» зняли з верстки.
У ці роки вірші Л. Костенко публікували журнали в Чехословаччині, газети в Польщі, і лише зрідка — в Україні. Її вірші ходили в «самвидаві».
1965 — Костенко підписала лист-протест проти арештів української інтелігенції. Була присутня на суді над М. Осадчим і М. Зваричевською у Львові. Під час суду над братами Горинями кинула їм квіти. Разом із І. Драчем звернулася до редакції журналу «Жовтень» (тепер «Дзвін») і до львівських письменників з пропозицією виступити на захист заарештованих. Письменники не зважилися на протест, але подали в суд клопотання з проханням передати на поруки Б. Гориня як наймолодшого з заарештованих. Усе це не вплинуло на перебіг судів, але мало величезне моральне значення.
Травень 1966 — у Спілці письменників України, де таврували «націоналістичних відщепенців», частина молоді влаштувала овацію Л. Костенко, яка відстоювала свої позиції і захищала І. Світличного, О. Заливаху, М. Косіва і Б. Гориня.
1968 — написала листи на захист В. Чорновола у відповідь на наклеп на нього в газеті «Літературна Україна». Після цього ім'я Л. Костенко в радянській пресі довгі роки не згадувалося. Вона працювала «в шухляду».
1973 — потрапила до «чорних списків», складених секретарем ЦК КПУ з ідеології В. Маланчуком. Лише 1977 року, після відходу В. Маланчука, вийшла збірка віршів «Над берегами вічної ріки», а 1979-го, за спеціальною постановою Президії СПУ, — історичний роман у віршах «Маруся Чурай», що пролежав без руху 6 років. За нього поетеса 1987 року удостоєна Державної премії УРСР імені Т. Г. Шевченка.
Перу Л. Костенко також належать збірки поезій «Неповторність» (1980) і «Сад нетанучих скульптур» (1987), збірка віршів для дітей «Бузиновий цар» (1987).
Поема «Берестечко» з ілюстраціями Георгія Якутовича, видана видавництвом «Либідь» 2010 року, мала загальний тираж 14 тис. примірників, а збірка «Гіацинтове сонце», впорядкована Ольгою Богомолець, розійшлася тиражем 5 тис. прим.; на додруковування додаткового тиражу, за словами директора видавництва Олени Бойко, упорядниця згоди не дала.
2010 року вийшов перший роман Л. Костенко — «Записки українського самашедшого». Роман викликав великий ажіотаж і тимчасову його нестачу в книгарнях, що призвело до появи піратських передруків. Станом на червень 2011 року загальний офіційний тираж роману становив 80 тисяч.
У січні 2011 року Ліна вирушила в тур-презентацію свого першого роману. Презентації відбулися в Києві, Рівному та Харкові, усюди були аншлаги, проте не всі охочі змогли туди потрапити, оскільки вже не було місця у залах. Але 9 лютого письменниця перервала свій тур через особисту образу.
"Каталізатором такого рішення письменниці стали провокативні інсинуації деяких львівських письменників, журналістів та діячів театру — написано в офіційній заяві видавництва «А-ба-ба-га-ла-ма-га»"
Зустрічі письменниці з читачами Кривого Рогу та Острога були відкладені на невизначений термін, а львівські зустрічі — скасовані.
У лютому 2011 року вийшла поетична збірка Ліни Костенко «Річка Геракліта», куди ввійшли раніше написані вірші та 50 нових поезій, а через рік, у 2012 році, у видавництві «А-ба-ба-га-ла-ма-га» вийшла поетична збірка «Триста поезій. Вибране».
9 квітня 2012 року, у день народження Шарля Бодлера, відбулася презентація монографії про Ліну Костенко «Є поети для епох» авторства Івана Дзюби. Книга надрукована видавництвом «Либідь».
У липні 2018 року підтримала відкритий лист українських діячів культури до ув'язненого в Росії українського режисера Олега Сенцова.
Ліна Костенко на першій шпальті газети «Культура і життя»
Почесний професор Національного університету «Києво-Могилянська академія».
Почесний доктор Львівського національного університету.
Почесний доктор Чернівецького національного університету (2002).
Лауреат Державної премії ім. Тараса Шевченка (1987, за роман «Маруся Чурай» і збірку «Неповторність»).
Лауреат Премії Антоновичів (1989, за «Сад нетанучих скульптур»).
Лауреат Міжнародної літературно-мистецької премії ім. О. Теліги (2000).
Нагороджена Почесною відзнакою Президента України (1992) і орденом князя Ярослава Мудрого V ступеня (березень 2000).
Відмовилася від звання Героя України, відповівши: «Політичної біжутерії не ношу!».
Відзнака «Золотий письменник України», 2012.
У листопаді 2013 року УГКЦ нагородила Ліну Костенко, Шимона Редлиха та Зеновію Кушпету третьою щорічною відзнакою імені блаженного священномученика Омеляна Ковча.
У 2015 році малу планету Сонячної системи № 290127 названо Лінакостенко.
Вулиці
У смт Тростянець є вулиця Ліни Костенко.
У місті Бучач вулицю Пушкіна перейменували на вулицю Ліни Костенко.
Чоловіки:
Єжи Ян Пахльовський (1930—2012), польський письменник, однокурсник Костенко під час навчання в Московському літературному інституті імені О. М. Горького.
Цвіркунов Василь Васильович (1917—2000), керівник Київської кіностудії імені Довженка в 1960-х роках.
Діти:
Пахльовська Оксана Єжи-Янівна (нар. 18 вересня 1956 року), професор, письменниця, викладає українську мову та літературу в Римському університеті ла Сап'єнца.
Цвіркунов Василь Васильович-молодший (нар. 28 травня 1969 року), програміст.
Твори Костенко перекладено англійською, польською, білоруською, естонською, ерзянською[24], італійською, німецькою, словацькою та французькою мовами. Зокрема, її вірші перекладали польською Флоріан Неуважний та Лeшек Енґелькінґ.
Сама ж поетеса перекладала чеську й польську поезію.
Письменниця-емігрантка Наталя Лівицька-Холодна захоплювалася творчістю Ліни Костенко та присвятила їй три вірші.
21.03.2016