Victòria Penya i Nicolau neix a Palma el 23 de març del 1827.

La família, vinculada als cercles literaris de l'època, li fomenta la vocació per la literatura. Ja de ben petita llegeix i estudia els autors clàssics espanyols, especialment de temàtica religiosa, com Santa Teresa de Jesús o Fra Luis de León, que deixen empremta en la seva poesia. Germana de Pere Alcàntara Penya i Nicolau, és una de les figures femenines més importants de la Renaixença.

Entre 1844 i 1845 comença a publicar poemes en castellà, sobretot a El Plantel, una revista mallorquina que publica joves estudiants. També publica als diaris La Estrella Balear i El Genio. Posteriorment, també fa aportacions a la revista barcelonina El Pensil del Bello Sexo. El primer volum que publica és Poesies (1855), de temàtica tradicional i religiosa, que ja incorpora un poema en llengua catalana. El 1859 guanya l'accèssit a la flor natural dels Jocs Florals de Barcelona, amb el poema "Enyorança". A partir d'aquest moment, Penya escriu gairebé sempre en català i participa assíduament als Jocs Florals, on és guardonada set vegades. 

L'any 1860 es casa amb el poeta mallorquí Miquel Victorià Amer. Arran del matrimoni, també se l'anomena Victòria Penya d'Amer. Ben aviat, la parella s'instal·la a Barcelona, ja que Victorià és nomenat administrador del Ferrocarril del Nord. En el cas de Penya, la vida matrimonial i familiar no es tradueix en la reclusió a la llar, sinó que a partir de l'arribada a Barcelona continua col·laborant amb la premsa mallorquina i comença a participar de la vida literària de la ciutat. Es presenta a nombrosos certàmens literaris i col·labora sovint amb la publicació de poemes La Ilustració Catalana, Almanaque de las Islas Baleares (1861 i 1865), La Ilustración Católica (1888), Lo Gay Saber o a La Renaixença.

Els seus poemes s'incorporen a les antologies poètiques del moment, per exemple a Poetes balears. Segle XIX. Poesies d’autors vivents escrites en català (1873) i a Flors de Mallorca (1887) o, posteriorment, a Els poetes romàntics de Mallorca (1950) i Dones escriptores. Primeres dones escriptores de Mallorca (2018).

La poesia de Penya parteix sovint d'experiències personals, com ara la mort de la primera filla als tres anys, que es reflecteix al poema "Amor de mare". Alguns dels temes que hi apareixen són l'enyorança, l'amor o la pèrdua de la joventut. Les cançons populars deixen petja en l'estil de l'autora, que incorpora, de vegades, fragments de romanços o referències a les rondalles mallorquines.  

Penya escriu també poemes de circumstàncies, de caràcter públic o privat. D'ideologia conservadora i molt lligada al cristianisme, col·labora a La Veu de Montserrat, on publica una trentena de poemes de temàtica religiosa. La seva poesia encaixa plenament en la transmissió dels valors tradicionals del cristianisme, que posen el focus en la família, la tendresa, la nostàlgia o la pietat. Hi apareixen, també, referències històriques. 

Pel que fa al reconeixement i la presència pública de Penya, cal assenyalar que és sòcia honorària de la Reial Acadèmia de les Bones Lletres de Barcelona i que, a més dels guardons obtinguts als Jocs Florals, també rep el Premi de l'Acadèmia Bibliogràfica Mariana de Lleida tres vegades, els anys 1871, 1877 i 1899 (pòstumament). 

Mor a Barcelona el 1898, als setanta-un anys. Deu anys més tard, es publica, en dos volums, la recopilació de les seves composicions líriques en català, sota el títol genèric Poesies (Ilustració Catalana, 1909). Es tracta d'una reedició ampliada del recull publicat per l'autora l'any 1855. Tanmateix, aquesta edició no recull tota la poesia de l'autora, una part de la qual resta dispersa.