1871 yılının (bazı kaynaklara göre 1870) 5 Mart'ında Yahudi bir ailenin çocuğu olarak Polonya'da doğdu.

Daha genç yaşlarında sosyalizmle tanıştı ve dönemin solcu gruplarında yer aldı. Sadece 18 yaşındayken içinde bulunduğu gruplar ve politik görüşü yüzünden İsviçre'ye kaçmak zorunda kaldı. 1889'da Zürih Üniversitesi'ne girdi. Burada felsefe, tarih, politika, ekonomi ve matematik öğrenimi gördü, hayatında büyük etki bırakacak isimlerle tanıştı.

1890 yılında Bismarck'ın sosyal demokrasiyi yasaklayan kanunun lağvedilmesi ardından, sosyalist parlamentoya girdi. Parlamentoya giriş, dönemin sosyal demokratlarının devrimci uçtan uzaklaşmasına ve parlamentoda daha etkin olabilmek için çalışmasına neden oldu. Bu, Rosa Luxemburg'un da dahil olduğu devrimci görüş çizgisindekileri rahatsız etmekteydi. Bu sırada Zürih'te öğrenim görmeye devam eden Rosa 1898 yılında doktorasını tamamladı. Özgür bir Polonya için çalışmalarına devam etse de, onun kafasındaki tabloda Almanya, Avusturya ve Rusya'da devrim gerçekleştiği taktirde Polonya özgür olabilirdi. Bu tablo milliyetçi bir çizgi çizen Polonyalı sosyalist grupların ve Polonya Sosyalist Partisi'nin ondan daha da uzaklaşmasına neden oldu. Daha sonra bu görüşleri Rus sosyalist çevrelerle de ilişkisinin bozulmasına yol açacaktı.

1898 yılında Gustav Lübeck ile evlenerek Berlin'e taşındı, Alman vatandaşlığı kazandı. SPD'nin (Almanya Sosyal Demokrat Partisi) aktif bir üyesi oldu. 1900 yılına gelindiğinde Luxemburg'un fikirleri tüm Avrupa'da sosyalist çevrelerde büyük yankı uyandırmakta, yazdığı makaleler ilgi görmekteydi. Özellikle Eduard Bernstein'in düşüncelerine getirdiği eleştiriler ile öne çıkıyordu. Alman militarizminin yükselen değer olması Luxemburg'u ziyadesiyle rahatsız ediyordu, bu konuda partiyle de ters düşmüştü. 1904 ile 1906 yılları arasında siyasi faaliyetleri ve görüşleri nedeniyle üç kez hapse girdi. Aldığı hapis cezaları onu yıldırmadı, faaliyetlerine devam etti. SPD'nin eğitim merkezlerinde Ekonomi ve Marksizm öğretmeye başladı.

Savaşın başlamasıyla esen milliyetçi rüzgar SPD'nin de milliyetçi eğilime yönelmesine neden oldu, ki bu Luxemburg'un fikirleri ile tamamen tezatlık oluşturuyordu bu sebeple partiyle olan tüm ilişkisini kesti. 5 Ağustos 1914'de Karl Liebknecht ile beraber Internationale grubunu kurdu. 1 Ocak 1916'da grubun adı Spartaküs Birliği (Spartakistler - Almanca Spartakusbund) oldu. Grubun devlete karşıt tutumu yüzünden 28 Haziran 1916'da Luxemburg hapis cezasına çarptırıldı. Hapiste geçirdiği yıllarda birçok makale kaleme aldı. Özellikle Rus devrimi üzerine yazdıkları ve Bolşeviklere getirdiği eleştiriler çarpıcıdır.

1918 Kasım'ında Luxemburg hapisten çıktı. Faaliyetlerine devam etti ve Liebknecht ile birlikte Alman Komünist Parti'sini kurdu. 15 Ocak 1919'da Rosa Luxemburg, Karl Liebknecht ve Wilhelm Pieck, Freikorps tarafından tutuklandılar, Pieck kaçmayı başarırken Luxemburg ile Liebknecht yedikleri darbelerle bilinçlerini kaybettiler. Aynı gün, Luxemburg ölene kadar dövülmüş ve ölü vücudu nehre atılmış, Liebknecht de başından yediği kurşunlarla öldürülmüştü.

Eserleri
- Gesammelte Werke ("Toplu Çalışmaları"), 5 cilt, Berlin 1970-1975.
- Gesammelte Briefe ("Toplu Mektupları"), 6 cilt, Berlin 1982-1997.
- Politische Schriften ("Politik Yazıları"), 3 cilt, Frankfurt am Main 1966.