Корнелия была вторым ребёнком в семье Катарины Элизабет Текстор и имперского советника Иоганна Каспара Гёте. Её брат Иоганн Вольфганг старше её на 15 месяцев. Брат и сестра воспитывались вместе, что было необычно для того времени, когда девочек готовили к их будущей роли супруги и матери. Уже в три года Корнелия училась читать и писать. В семь лет начались уроки у домашнего учителя вместе с Иоганном Вольфгангом. Корнелия изучала латынь, греческий, французский, английский и итальянский языки, юриспруденцию, географию, математику, каллиграфию, музыку и рисование. Корнелию также обучали фехтованию, верховой езде, этикету и танцам. Свободное время девочки строго ограничивалось, но она интересовалась литературой и общалась с братом, который был для неё главным собеседником в это время.
Несмотря на отличные успехи в учёбе, Корнелия не могла вслед за братом пойти учиться в университет и, когда Иоганн Вольфганг уехал в Лейпциг, осталась дома во Франкфурте. Общение со студентами наложило отпечаток на взгляды Иоганна Вольфганга и изменило его отношение к женскому полу. В своих письмах к Корнелии он наставляет её выполнять свои женские обязанности и учиться ведению хозяйства и кулинарному искусству. Сохранились письма этого периода, которые Корнелия писала на французском языке своей подруге Катарине Фабрициус. Её печалила её второсортность по сравнению с мужчинами, но она не видела альтернативы браку. «Очевидно, я не смогу всегда оставаться девочкой, и противодействовать этому было бы смешно», — писала она.
В это время она была тайно влюблена в юного англичанина, проживавшего во Франкфурте с 1764 года, но уехавшего из города в 1768 году, не простившись с Корнелией. После возвращения брата во Франкфурт Корнелия всячески поддерживала его в работе и убеждала заняться «Гёцом фон Берлихингеном».
Корнелия осталась во Франкфурте и после получения братом должности в Имперском камеральном суде в Вецларе. Она была помолвлена с другом Гёте, юристом Иоганном Георгом Шлоссером. Она надеялась найти в будущем муже сходство с братом и вышла за Шлоссера 1 ноября 1773 года. Иоганн Георг Шлоссер был чиновником высокого ранга в маркграфстве Баден, и молодожёны переехали сначала в Карлсруэ, а затем в Эммендинген.
Поначалу Корнелия была довольна своей ролью жены и писала Каролине Гердер 13 декабря 1773 года: «Все мои надежды, все мои желания не только исполнены, но даже с лихвой перевыполнены. Кого Бог любит, тому он даёт такого мужа». Однако это не было правдой, потому что в это время Иоганн Георг Шлоссер признаётся в письме своему брату: «Её тошнит от моей любви!». О неприятии идеи брака своей сестрой Гёте также упоминал в разговоре с Эккерманом.
Вскоре стало очевидным, что брак был несчастным. Корнелия скучала в провинциальном Эммендингене, где её муж посвятил себя религиозным идеям и государственным реформам. Иоганн Георг Шлоссер считал Корнелию не просто домохозяйкой, обязанной выполнять возложенные на неё обществом обязанности. Он вообще считал женщин подчинёнными существами, для которых вредна любая научная деятельность, с которыми можно только вести лёгкое необременительное общение. Корнелия стала хворать и с трудом справлялась с домашним хозяйством.
Единственной отрадой были встречи с известными знакомыми мужа, бывавшими у Шлоссеров в Эммендингене. Её связывали тёплые отношения с Якобом Михаэлем Рейнхольдом Ленцем, которого её брат передал под их опеку. В нескольких своих стихотворениях Ленц называет Корнелию своей «музой Уранией». Ленц стал крестным отцом второй дочери Шлоссеров, в честь рождения которой он написал стихотворение «Добро пожаловать, маленькая горожанка».
У Корнелии были очень тяжёлые роды своей первой дочери Марии Анны Луизы 28 октября 1774 года, она находилась между жизнью и смертью и поправлялась очень долго, проведя почти два года в постели. В 1776 году она забеременела вновь и 10 мая 1777 года родила вторую дочь Катарину Элизабет Юлию. Спустя четыре недели Корнелия умерла в возрасте 26 лет.