Родилась 26 мая 1938 года в Москве в семье служащего. Внучка лингвиста Н. Ф. Яковлева, создателя письменностей для ряда народов СССР[1]. В военное время жила у родственников, а также в детском домепод Уфой.
После войны вернулась в Москву, окончила факультет журналистики МГУ. Работала корреспондентом московских газет, сотрудницей издательств, с 1972 года — редактором на Центральной студии телевидения.
Петрушевская рано начала сочинять стихи, писать сценарии для студенческих вечеров, всерьёз не задумываясь о писательской деятельности.
Первым опубликованным произведением автора был рассказ «Через поля», появившийся в 1972 году в журнале «Аврора». С этого времени проза Петрушевской не печаталась более десятка лет. Издавать её начали только во времена «перестройки».
Первые же пьесы были замечены самодеятельными театрами: пьеса «Уроки музыки» (1973) была поставлена в 1979 году Р. Виктюком в театре-студии ДК «Москворечье», а также В. Голиковым в театре-студии ЛГУ и почти сразу запрещена (напечатана лишь в 1983 году).
Постановка «Чинзано» была осуществлена театром «Гаудеамус» во Львове. Профессиональные театры начали ставить пьесы Петрушевской в 1980-е годы: одноактная пьеса «Любовь» в Театре на Таганке, «Квартира Коломбины» в «Современнике», «Московский хор» во МХАТе. Долгое время писательнице приходилось работать «в стол» — редакции не могли публиковать рассказы и пьесы о «теневых сторонах жизни». Не прекращала работы, создавая пьесы-шутки («Анданте», «Квартира Коломбины»), пьесы-диалоги («Стакан воды», «Изолированный бокс»), пьесу-монолог («Песни XX века», давшую название сборнику её драматургических произведений).
Проза Петрушевской продолжает её драматургию в тематическом плане и в использовании художественных приёмов. Её произведения представляют собой своеобразную энциклопедию женской жизни от юности до старости:
«Приключения Веры»,«История Клариссы»,«Дочь Ксени»,«Страна»,«Кто ответит?»,«Мистика»,«Гигиена»и многие другие.
В 1990 году был написан цикл «Песни восточных славян», в 1992 — роман «Время ночь». Пишет сказки как для взрослых, так и для детей:
«Жил-был будильник»,«Ну, мама, ну!» — «Сказки, рассказанные детям» (1993);«Маленькая волшебница»,«Кукольный роман» (1996).
Людмила Петрушевская живёт и работает в Москве.