Родилась и выросла в буржуазной писательской семье религиозных унитариев, училась истории искусства в Копенгагене, Париже и Риме. Отец покончил с собой в 1895 г., узнав, что болен наследственным сифилисом.
Карен Бликсен начала публиковать статьи об искусстве в журналах и газетах с 1905 г. В 1914 вышла замуж за двоюродного брата, шведского охотника и писателя Брора фон Бликсен-Финеке, с которым отправилась в Кению осваивать кофейную плантацию, чем и занималась до 1921, когда обнаружилось, что супруг заразил её сифилисом, после чего супруги разъехались, а в 1925 развелись. В 1926—1931 гг. Бликсен сблизилась с путешественником и охотником Деннисом Финчем Хаттоном, пережила две неудачные беременности, после его гибели в авиакатастрофе оставила плантацию, вернулась в Европу и целиком занялась литературой.
Писала в основном на английском языке, затем переводила свои книги на датский.
Романтико-фантастические новеллы Карен Бликсен — это глубоко религиозные притчи о творческом и счастливом уделе человека, чем бы он ни занимался в обыденной жизни и как бы трагично ни заканчивалась его попытка жить творчеством среди повседневной рутины.
С середины 1950-х гг. Бликсен неоднократно получала знаки признания международного литературного сообщества — в 1954 и 1957 выдвигалась на Нобелевскую премию, дружила с Э. Хемингуэем, Т. Капоте, А. Миллером и М. Монро, Э. Каммингсом, П. Бак, хотя в это время её здоровье резко ухудшилось, она уже не могла ни читать, ни писать. Пригород Найроби, где в 1910—1930-х гг. жила Карен Бликсен, назван теперь её именем, а её прежний дом превращен в музей. Новеллы и другая проза Карен Бликсен неоднократно экранизировались крупными кинорежиссёрами (О. Уэллс, С.Поллак), несколько документальных фильмов сняты о ней самой.