Лорел Гамильтон родилась 19 февраля 1963 года в городе Хибер-Спрингс, недалеко от города Ширли в штате Арканзас, но росла в деревушке Симс в штате Индиана.
Всего через несколько месяцев после рождения Лорел её отец бросил семью, оставив девочку вдвоем с матерью, Сюзи Клайн (англ. Susie Kline). Когда же Лорел было шесть лет, её мать погибла в автокатастрофе, возвращаясь с работы. Как выяснилось позже, её мог спасти ремень безопасности, которым она не пристегнулась. С тех пор её дочь в машине всегда пристёгивается.
После этого Лорел переехала к бабушке — Лоре Джентри (англ. Laura Gentry). Данные об участии мужчин в воспитании будущей писательницы противоречивы. По словам Лорел, «смерть матери, бабушкино воспитание и взросление в доме без мужчин, — „три вещи, сделавшие меня тем, кем я есть“». Есть и другая версия: вместе с девочкой и бабушкой жил дед, который бил бабушку, но с Лорел вёл себя очень ласково. Позже Лорел отметила: «Вот почему я создаю монстров. Тот самый человек, который помогал мне ловить бабочек, бил мою бабушку смертным боем. Но я любила его, а он — меня. Единство и противоречие нежности и жестокости».
Читать Лорел научилась в семь лет — по её словам, у неё была не выявленная вовремя дислексия . Писать рассказы начала в двенадцать лет, но первый законченный рассказ написала в четырнадцать.
Лорел училась в христианском колледже «Мэрион» (англ. Marion College) штата Индиана — и по окончании его получила степень бакалавра по биологии и английской литературе. Во время учёбы познакомилась с Гарри Гамильтоном, который вскоре стал её мужем. Пара переехала в Сент-Луис, штат Миссури. У них родилась дочь.
Свои первые книги и рассказы Лорел писала в кафе, в свободное время. Тогда она работала в корпорации Xerox.
Ей случалось продавать рассказы для журналов и сборников, но первый успех пришёл с романом «Обет колдуньи» (англ. «Nightseer»), написанным в стиле фэнтези. Роман был задуман как первый из серии, но уже второй роман цикла продать не удалось — продолжение «Обета колдуньи» так и не было опубликовано.
В 1993 году появился первый роман об Аните Блейк — миниатюрной брюнетке, борющейся с нежитью, способной поднимать зомби и обладающей ещё рядом талантов. Именно книги этой серии принесли ей огромную славу. Лорел Гамильтон продолжает этот цикл, и выходящие из-под её пера книги в скором времени появляются в списках наиболее продаваемых книг США и Великобритании. Она постоянно работает над написанием очередной книги и вопреки своей технобоязни регулярно выпускает новые книги.
Кроме того, в 2000 году Лорел начала новый цикл романов в стиле эротического фэнтези о Мередит Джентри, принцессе эльфов. Первая книга этой серии называлась «Поцелуй теней» (англ. «Kiss of Shadows»).
Лорел Гамильтон также принимала участие в новеллизации сериала «Стар Трек» («Звёздный путь»).
Лорел очень любит животных (у неё дома живут три мопса и огромное число рыбок). До того как стать знаменитой писательницей, она работала в приюте для брошенных животных. Но из-за того, что времени ей не хватало, она отказалась от этой работы — хотя и сейчас пытается помогать животным, чем может.
По словам Лорел, она пишет потому, что «не писать для неё то же самое, что не дышать».
1993-настоящее время