Uma Karuna Thurman, Nena Thurman ve Robert Alexander Farrar Thurman’ın ilk çocuğuydu. 29 Nisan 1970 tarihinde, Amerika’da dünyaya gelen Uma‘nın babası Hinduizm Felfesi’nin ilk Batılı temsilcilerindendi ve bu felsefeyi Kolombiya Üniversite’sinde ders olarak göstermekteydi. Anne Nena ise, baba Robert’ın ikinci eşiydi ve eski bir manken olmanın yanısıra, psikoterapist olarak çalışmaktaydı. Babasının ilk evliliğinden dünyaya gelen Taya’nın (1960) dışında, Ganden (1971), Dechen (1973) ve Mipam (1978) adında üç kardeşe sahip olan Uma, doğduğu Boston Eylaeti’nin Massachusetts Kasabası’nda ikamet eden Northfield Mount Herman School ve Amherst Regional Junior High School’da eğitim gördü. 15 yaşında mankenlik yapmaya başlayan Uma, Professional Children’s School’da gördüğü eğitimden sonra Hayao Miyazaki‘nin “Kaze No Tani No Naushika” (Nausicaä of the Valley of the Wind) adlı animasyon yapımında ‘Kushana’ karakterini seslendirerek, sinemaya ilk adını atmış oldu. 1987 yılında Avusturyalı yönetmen Peter Ily Huemer‘in ilk uzun metraj deneyimş olan “Kiss Daddy Goodnight” adlı gerilim filminde (Steve Buscemi ile birlikte) ‘Laura‘ karakterini canlandıran Uma, 1988 yılında Anthony Michael Hall, Robert Downey Jr. ve Seymour Cassel ile birlikte “Johnny Be Good” adlı spor filminde, “The Adventures of Baron Munchausen” adlı fantastik/komedi filminde ve Glenn Close, John Malkovich, Keanu Reeves ve Michelle Pfeiffer‘ın da bulunduğu “Dangerous Liaisons” (film, 3 dalda Oscar Ödülü kazanırken, 4 farklı dalda Oscar adayı oldu) adlı yapımda rol aldı.1990 yılının 1 Ekim’inde, aktör Gary Oldman ile dünyaevine giren Uma, aynı yıl John Boorman‘ın yönetmenliğini yaptığı “Where the Heart Is” adlı yapımda ‘Daphne McBain‘ karakterini canlandırdı. Yıl bitmeden Philip Kaufman‘ın yönettiği “Henry & June” adlı biyografik yapımda Fred Ward ile birlikte rol aldı.

1991 yılında “Robin Hood” un TV uyarlamasında ‘Maid Marian‘ karakterini canlandıran Uma, 1992 yılında Richard Gere ve Kim Basinger ile “Final Analysis” adlı yapımda ‘Diana Baylor‘ karakterini canlandırdı. 1992 yılının 30 Nisan’ında eşi Oldman’dan boşanan Uma, yıl bitmeden Bruce Robinson‘un yazıp, yönettiği “Jennifer Eight” adlı yapımda Andy Garcia ile birlikte rol aldı. 1993 yılında Uma, Robert De Niro ve Bill Murray ile ‘Glory‘ karakterini canlandırdığı “Mad Dog and Glory” adlı yapımda yer aldı. Aynı yıl, Angie Dickinson, Keanu Reeves ve Lorraine Bracco ile birlikte Gus Van Sant‘ın yönetmenliğini yaptığı “Even Cowgirls Get The Blues” adlı yapımda ‘Sissy Hankshaw‘ karakteriyle yer aldı. 1994 yılında Quentin Tarantino’nun efsane filmi “Pulp Fiction“da ‘Mia Wallace‘ karakterini canlandıran Uma, bu film sayesinde ‘En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu’ dalında Oscar adayı oldu.1995’te John Irvin‘in yönettiği “A Month By The Lake” ve 1996 yılında “Beautiful Girls“, “The Truth About Cats & Dogs” ve TV filmi olan “Duke of Groove” adlı yapımlarda rol alan Uma, 1997 yılında Joel Schumacher‘in yönetmenliğini yaptığı “Batman & Robin” adlı yapımda Arnold Schwarzenegger, Chris O’Donnell ve George Clooney ile birlikte rol aldı. Aynı yıl Andrew Niccol‘un yazıp, yönettiği “Gattaca” adlı yapımda ‘Irene Cassini‘ adlı karaktere can veren Uma, filmdeki rol arkadaşı Teksaslı aktör Ethan Hawke ile 1998 yılının Mayıs başında dünyaevine girdi. O esnada hamile olan Uma, Maya Ray’i 1 Temmuz’da dünyaya getirdi. Aynı yıl “Les misérables” ve “The Avengers” adlı yapımda rol alan Uma, 1999 yılında usta yönetmen Woody Allen‘ın yazıp, yönettiği “Sweet and Lowdown” adlı yapımda ‘Blanche‘ karakterini canlandırdı.

2000 yılına gelindiğinde Uma, “Vatel” adlı biyografik yapımda ‘Anne De Montausier‘ karakterini canlandırdı. Aynı yıl Kate Beckinsale ve Anjelica Huston‘ın da bulunduğu “The Golden Bowl” adlı yapımda ‘Charlotte Stant‘ karakterini canlandırdı.2001 yılında eşi Hawke ile birlikte rol aldığı “Tape” adlı filmde ‘Amy Randall‘ karakterini canlandıran Uma, aynı yıl Hawke’ın yönettiği “Chelsea Walls“da rol aldı. Filmde Bianca Hunter, Rosario Dawson ve 18 Mart 2009 tarihinde hayatını kaybeden aktris Natasha Richardson da rol almaktaydı.15 Ocak 2002 tarihinde Uma, ikinci çocuğunu; Levon Roan’ı dünyaya getirdi. Aynı yıl Mira Nair‘in yönetmenliğini yaptığı “Hysterical Blindness” adlı TV uyarlamasında Juliette Lewis ve Gena Rowlands ile birlikte rol aldı.2003 yılında, Tarantino’nun iki parçaya böldüğü (daha sonra pişman oldu) “Kill Bill: Vol. 1“de David Carradine, Michael Madsen, Daryl Hannah, Lucy Liu ve Vivica A. Fox gibi isimlerde rol alan Uma, aynı yıl “Paycheck” adlı yapımda ‘Rachel‘ karakterine can verdi. 2004 yılında “Kill Bill”in devamı olan “Kill Bill: Vol. 2“de başrolde yer alan Uma, Temmuzun 20’sinde eşi Hawke ile boşandığını duyurdu.

2005’te John Travolta ile “Be Cool” adlı yapımda ‘Edie Athens‘ karakterini canlandıran Uma, aynı yıl Meryl Streep ile “Prime” ve 4 dalda Altın Küre adayı olan “The Producers” adlı yapımda rol aldı. 2006 yılında Ivan Reitman‘ın yönetmenliğini üstlendiği “My Super Ex-Girlfriend” ve 2007 yılında Vadim Perelman‘ın yönettiği “The Life Before Her Eyes“da rol alan Uma, 2008 yılında Jeffrey Dean Morgan ve Colin Firth ile “The Accidental Husband” adlı komedi filminde yer aldı. Yıl bitmeden ‘Elsa‘ karakterine can verdiği “My Zinc Bed” ve “A Muppets Christmas: Letters to Santa” adlı iki TV filminde rol aldı. Aynı yıl, 26 Haziran tarihinde Arpad Busson ile nişanlanan Uma, 2009 yılında Katherine Dieckmann‘ın yazıp, yönettiği “Motherhood” adlı komedi filminde ‘Eliza Welsh‘ karakterini canlandırdı.Sinema kariyerine başarılı yapımlar eklemeye devam eden Uma, önümüzdeki aylarda / senelerde gösterime girecek olan “Percy Jackson & the Olympians: The Lightning Thief“, “Ceremony“, “Girl Soldier” ve “Eloise In Paris” adlı yapımlarda da rol aldı.