Блага Димитрова израства във Велико Търновое в семейство на майка учителка и баща юрист.

През 1941 г. завършва класическа гимназия в София.

През 1945 г. завършва "Славянска филология" в Софийския университет.

През 1951 г. защитава дисертация в Литературния институт "Максим Горки" в Москва.

Дълго време се занимава с редакторска, преводаческа и обществена дейност.

Блага Димитрова започва да пише още като ученичка (Класическа гимназия, София). За пръв път публикува в сп. "Българска реч", год. 13 (1939 г.), май-юни, кн. 8 - 9, две стихотворения.

За първото си романово произведение Блага Димитрова черпи впечатления от строежите в Родопите, където тя отива, след като осем години работи като редактор в списание "Септември" (1950 - 1958). Романът "Пътуване към себе си" се нарежда сред най-добрите ѝ творби, наред с "Отклонение", "Страшният съд", "Лавина" и забранения по време на тоталитарния режим роман "Лице".

През 1987 г. участва в създаването на "Литературно-художествен кръг - 39-те".

За дейността си като писател Димитрова получава множество български и международни литературни награди и отличия, включително орден "Стара планина" - първа степен и Хердерова награда. Романът ѝ "Лавина" е филмиран през 1981 г., а през 1991 г., името на Блага Димитрова е официално въведено в американската енциклопедия на трансконтиненталните писателки и поетеси Encyclopedia of Continental Women Writers, сред единствените две българки Ваня Петкова и Елисавета Багряна.