Родилась в семье революционера-подпольщика, мать воспитывала их с сестрой в одиночку. Детство провела на Урале, училась в школе в Екатеринбурге, после 1920 жила в Крыму. Окончила педагогическое отделение МГУ (1925). Член ВКП(б) с 1926. Работала учительницей в Ярославле. Печаталась с 1923. Входила в группу «Перевал».
Редактор журнала «Смена» (1936—1938). Преподавала в Литинституте (1956—1969).
Отец Анатолий Алексеевич Герасимов (1867—1928) — деятель революционного движения, социалист.
Сестра Марианна — первая жена Юрия Либединского (их родители дружили семьями).
Двоюродный брат — кинорежиссёр Сергей Герасимов.
С Фадеевым познакомилась во время учёбы в Москве, какое-то время они жили вместе в Ярославле, но из-за частых командировок мужа между ними произошёл разрыв (1932).
«Проза Герасимовой рациональна, строго следует замыслу писательницы, согласно которому резко противопоставленные друг другу персонажи находятся в ситуациях конфликта и борьбы; разрешению этих конфликтов и подчинены все части повествования» (Вольфганг Казак).