Piper Laurie nació en Detroit bajo el nombre de Rosetta Jacobs de padre de ascendencia rusa y polaca. Piper llevaba estudiando interpretación con Benno y Betomi Schnider durante tres años cuando se presentó a una audición para Universal Studios, con quienes formó un contrato de larga duración. Hicieron más de veinte películas siendo adolescente con actores como Tony Curtis, Rock Hudson y Tyrone Power. Disgustada por la ausencia de papeles serios, Laurie rompió el lucrativo contrato y se mudó a Nueva York. Allí trabajó en televisión y teatro, y en dos años dio la vuelta a su vida y carrera.

Piper Laurie ha estado tres veces al Oscar, al BAFTA y al Academy of Motion Picture Arts and Sciences a Mejor Actriz por El Buscavidas con Paul Newman. Paró de trabajar durante 15 años después de esta película para centrar su energía en el movimiento de Derechos Civiles y la guerra de Vietnam, sintiendo que actuar era menos importante. Cuando volvió a trabajar, fue nominada al Oscar a Mejor Actriz de Reparto por Carrie junto a Sissy Spacek, y de nuevo en la misma categoría por Hijos de un Dios Menor con Marlee Matlin. Ganó el Globo de Oro por su papel en la serie de culto de David Lynch Twin Peaks y fue nominada al Emmy tanto a Mejor Actriz como Actriz Secundaria por la misma película. Ha sido nominada doce veces al Emmy, incluyendo una por Días de Vino y Rosas con Cliff Robertson y dirigida por John Frankenheimer, así como por su aparición en Frasier. Ganó el Emmy por Promise junto a James Woods y James Garner. Fue la Mujer del Año Hasty Pudding de Harvard y recibió un Premio SFECA por su papel de Dolly en la película El Arpa de Hierba.

En 2010 interpretó a una abuela que aprende a fumar en Hesher, con Joseph Gordon Levitt y Natalie Portman.

En 2013 hizo su debut en un musical con A Little Night Music siendo la glamurosa Madame Armfeldt.

Laurie a actuado en Broadway en la producción de Mornings at Seven dirigida por Dan Sullivan en el Teatro del Liceo. Apareció también en Broadway en el 20º aniversario de la producción de The Glass Menagerie en la que interpreta a Laura en el Brooks Atkinson.

En Off-Broadway, hemos podido verla en Rosemary and the Alligators de Molly Kazan y en The Destiny of Me de Larry Kramer. Hizo una gira con una obra en solitario sobre Zelda Fitzgerald, escrita por Bill Luce. En 2010, dirigió a Jim Brochu en Zero Hour, por el que recibió el Premio Drama Desk a Mejor Actuación en Solitario interpretando a Zero Mostel.

La autobiografía de Laurie titulada Learning to Live Out Loud se publicó por Crown en 2011 con impresionantes críticas. En la actualidad existe la versión en audio.

La película más reciente de Laurie es Snapshots, dirigida por Melanie Mayron y por la que recibió tres Premios a Mejor Actriz, en el Festival de Cine IFS, en el Festival de Cine Internacional Creation y en el Festival de Cine Independiente de Los Angeles.