Gemma Lienas neix a Barcelona el 16 de gener de 1951. Filla d'un petit industrial català i d'una mestressa de casa francesa, ben aviat aprèn el valor irrepetible d'una llengua en veure's immersa en el batibull lingüístic dels àpats familiars, que transcorren entre el català del seu pare catalanista, el francès de la seva mare tot-terreny i el castellà de la seva àvia aragonesa. Després de Gemma neixen tres nenes més: Bibiana, Mireia i Laura, de manera que l'univers infantil de l'escriptora és eminentment femení.

Després d'una breu estada al Liceu Francès de Barcelona, aterra en una de les escoles creades per la burgesia catalana com a resistència a la dictadura franquista. Allí, continua gaudint d'una infantesa peculiar, marcada per l'encreuament de llengües. En uns temps en què el català havia quedat relegat a l'àmbit familiar, ella l'estudia d'amagatotis a l'escola. Entra en contacte amb els clàssics i s'enamora de Tirant lo Blanc, mentre estudia el Segle d'Or castellà. La seva tia Maite la converteix en addicta a l'humor càustic de La Codorniz, mentre aprofita la biblioteca familiar per llegir els clàssics francesos.

A més de dedicar-se compulsivament a la lectura, canta en una coral, estudia pintura i, sobretot, conrea l'amistat. Anna Ma Casassas, Montserrat Demestre, Sessé Castells, Bartomeu Cruells i Miquel Caminal són els seus grans amics d'aquests temps, i ho continuaran sent passats els anys. A finals dels anys seixanta, inicia els seus estudis de Filosofia i Lletres a l'acabada d'estrenar Universitat Autònoma de Barcelona.

En l'àmbit professional, a la dècada dels setanta compagina la feina en un centre de psicologia –que determinarà de manera indeleble el seu interès pels secrets de la ment– i participa en la fundació de la primera escola per a nens borderlines, on treballa com a docent i on entra en contacte amb el conductisme. Més endavant treballarà com a professora de llengua i literatura. Pel que fa a la vida personal, es casa amb qui serà el pare del seu fill David (1972) i de la seva filla Lara (1975). El 1979, es separa en una Espanya encara dominada per les lleis franquistes, en la qual no existeix el divorci ni cap suport per a una dona que pren una decisió d'aquesta mena.

En els anys vuitanta canvia el món escolar pel món empresarial i treballa com a responsable d'edicions en l'editorial acabada de crear Grup Promotor, de Santillana. Després s'incorpora en la també acabada de crear editorial Cruïlla, del grup SM, per tornar més tard a Grup Promotor – Alfaguara, com a directora d'edicions. Coneix, a més, Enric Banda, un físic dedicat a la investigació de la litosfera, que aviat es converteix en una persona central de la seva vida.

Estimulada pel seu amic Francesc Sales, a qui perdrà el 1985 per culpa d'una malaltia, comença a escriure els caps de setmana a Cadaqués. La seva primera novel·la, Cul de sac, dirigida al públic juvenil, aconsegueix un gran èxit de vendes. El 1987, guanya tres premis literaris: el Recull de Blanes, amb la narració "El gust del cafè"; l'Andròmina de València, amb la novel·la Vol Nocturn; i el Ramon Muntaner, amb la novel·la juvenil Dos cavalls. Del final d'aquest període és la seva novel·la juvenil Així és la vida, Carlota, que el 1990 guanya una Menció d'honor de l'IBBY (International of Books for Youth).

A principis de la dècada dels noranta, una malaltia obliga Lienas a deixar el seu lloc de responsabilitat, temps que aprofita per instal·lar-se a Nova York. És el moment en què s'inicia la seva amistat amb Isabel Ramírez. Quan retorna a Espanya es reincorpora al món editorial i viu a cavall entre Barcelona, on dirigeix les edicions de Cruïlla, i Madrid, on dirigeix les col·leccions juvenils de SM. En aquest període comença a col·laborar amb la Universitat de Barcelona com a directora tècnica i professora del postgrau de Tècniques Editorials. També col·labora amb columnes d'opinió per a diverses capçaleres de premsa i per a dues emissores de ràdio: Catalunya Ràdio i Com Ràdio.

A finals dels noranta, Gemma canvia el món de l'edició pel de l'escriptura a temps complet. S'instal·la a Estrasburg amb el seu company Enric, tot i que viatja freqüentment a Barcelona per veure els seus fills. Durant la seva estada a aquesta ciutat francesa són fonamentals no només l'amistat sinó també els consells literaris de Marta Vilagut, Javier López Facal i Octavi Quintana. El seu criteri li resulta important per donar per acabada una novel·la.

Fruit d'aquest període, entre altres, són les obres Bitllet d'anada i tornada, que guanya el premi L'Odissea 1999, El diari violeta de Carlota, pel qual rep la menció d'honor de la UNESCO 2003, la col·lecció de l'Emi i en Max i, sobretot, Anoche soñé contigo, que marca un punt d'inflexió en la seva carrera literària.

Gairebé a la meitat dels anys dosmil, torna a instal·lar-se a Barcelona. S'involucra en la vida de la ciutat, especialment amb grups que treballen a favor de la igualtat de les dones: el Lobby de dones de Catalunya i Dones en Xarxa, de la qual n'és la presidenta. Dones amb les quals comparteix amistat i ideals són: Sara Berbel, Montse Boix, Maricel Chavarría, Lourdes Muñoz, Consuelo Barea, Maria Freiría, Montse Minobis, Carme Valls i Llobet, Ruth Ribó i tantes altres. El Consell de Dones del Municipi de Madrid li atorga pel conjunt de tota la seva obra el I Premi "Participant creem espais d'Igualtat" en la categoria d'Art i Cultura 2008.

Col·labora com a tertuliana en diferents emissores de ràdio: Catalunya Ràdio, La Ser o Ràdio 4, i com a articulista a El Periódico de Catalunya, El Punt Diari i El País. I posa en marxa un postgrau d'escriptura creativa a la Universitat de Barcelona, del qual és professora durant dos anys. És membre, també, del Consell de Participació del Memorial Democràtic.

D'aquest període són les obres El final del joc, amb la qual guanya el premi Ramon Llull, els llibres d'articles Rebels, ni putes ni submises i Pornografia i vestits de núvia, l'assaig divulgatiu contra la legalització del comerç sexual Vull ser puta, la novel·la Atrapada al mirall, les novel·les juvenils El diari vermell de la Carlota i El diari blau de Carlota i les sèries infantils La tribu de Camelot i La Fada Menta. Per a moltes d'aquestes obres ha estat fonamental la crítica i els consells de Marcelo Mazzanti i Pilar Remírez.

La nova dècada també porta sis nous membres a la família: neixen Biel i Jordi, els bessons de la seva filla Lara, que més endavant viatja a Bolívia a buscar la seva filla Mariona, a qui Lienas dedica el llibre Busco una mare. El seu fill David també és pare, primer d'Itziar i una mica més tard d'Isolda. L'any 2008, arriba Solomon d'Etiòpia, el tercer fill de David.

Entre el 2015 i el 2017 i des del 2021 fins a l'actualitat, Gemma Lienas és diputada del Parlament de Catalunya.