Родилась 8 октября 1949 года в Нью-Йорке. Ее отец был президентом телерадиокомпании NBC, а мать – бывшей актрисой. Настоящее имя будущей актрисы – Сьюзан, но подростком после прочтения романа «Великий Гэтсби» она захотела сменить имя на Сигурни.
В детстве ее окружали многочисленные няни, она ходила в частную школу, где начала играть в театральных постановках. На какое-то время семья переезжала в Сан-Франциско, а позднее обосновалась в штате Коннектикут. После окончания школы Сигурни отправилась пожить несколько месяцев в Израиле, а по возвращению поступила изучать английскую литературу в Стенфордский Университет, который она благополучно закончила, после чего отправилась попытать счастья в Нью-Йорке.
Дебютом в кино для Сигурни стал фильм Вуди Аллена «Энни Холл», вышедший в 1977-м году. Это была эпизодическая роль. Но спустя всего два года к Уивер пришла известность, сперва благодаря фильмам «Печали джина» и «О юность и красота!», а затем за счет роли в фильме ужасов «Чужой», снятом Ридли Скоттом и имевшем широкий успех. Впоследствии, с перерывом в несколько лет, разными режиссерами было выпущено еще три части «Чужого», в каждой из них играла Сигурни Уивер, а за роль во второй части «Чужие» она была номинирована на премию «Оскар» за лучшую женскую роль.
В следующие годы после выхода «Чужого» карьера актрисы стала стремительно развиваться. Так, вскоре свет увидели такие фильмы с ее участием, как драма «Год, опасный для жизни» (где она сыграла в паре с Мэлом Гибсоном), криминальная комедия «Сделка века», легендарные «Охотники за привидениями», семейная комедия «Одна женщина или две», в которой также отметился Жерар Депардье, драма «Улицы Полумесяца». А в 1988-м вышла биографическая драма «Гориллы в тумане», за которую Сигурни была удостоена премии «Золотой глобус». За роль в социальной комедии «Деловая женщина» Сигурни не только получила вторую премию «Золотой глобус», но и была номинирована на «Оскара». Другой заметной ее работой стала вышедшая в 1992 году драма «1492: Завоевание рая».
Затем за счет плодотворности актрисы на экранах появились такие ленты, как «Дейв», детектив Романа Поланского «Смерть и девушка», драмы «Ледяной ветер», «Парни» и «Карта мира», комедия «Свой парень», комедийная мелодрама «Сердцеедки». Серьезной работой обернулась роль в фильме «Таинственный лес», для которой Сигурни научилась пахать землю, сеять, доить коров и разжигать огонь. К тому же, после прочтения сценария ее мучили ночные кошмары. Также она ярко проявила свой актерский талант в картине «Телевизор», вышедшей в 2006 году.
В последующие годы вышло немало фильмов с Сигурни Уивер, хорошо принятых зрителями. Среди них можно отметить драмы «Девушка в парке» и «Снежный пирог», боевик «Точка обстрела», комедию «Перемотка», а также криминальную драму «Дурная слава». Кроме того, она озвучила персонажа в мультфильме «ВАЛЛИ». А одной из относительно недавних ярких работ стала роль в популярнейшем блокбастере Джеймса Камерона «Аватар».