Stephenie Meyer est née à Hartford (Connecticut), de parents Stephen et Candy Morgan. Elle grandit à Phoenix,(Arizona), avec une grande famille. Elle a cinq frères et s½urs : Seth, Emily, Jacob, Paul et Heidi. Elle alla à la Chaparral High School à Scottsdale,en Arizona, et la Brigham Young University à Provo dans l'Utah, où elle reçut un diplôme d'anglais en 1995. Stephenie, une Mormon, rencontre son mari Christiaan, surnommé "Pancho", quand elle grandit en Arizona, et l'épousa en 1994. Ensemble, ils ont trois enfants : Gabe, Seth et Eli.
Stephenie dit que l'idée de Fascination lui vient d'un rêve qu'elle a fait le 2 juin 2003. Le rêve était à propos d'une fille humaine, et d'un vampire qui l'aimait mais qui était aussi assoiffé par son sang. S'inspirant de ce rêve, Stephenie écrit la transcription de ce qui est maintenant le chapitre 13 du livre. Bien qu'elle ait peu d'expérience sur l'écriture, en l'espace de trois mois elle avait transformé un rêve vif en un roman complet. Après avoir écrit et publié le roman, elle signa un accord de trois livres avec la Little, Brown and Company pour $750,000. Le livre est sorti en 2005.
Le livre atteignit la 5ème place au New York Times Best Seller list pour livres chapitres pour jeunes adultes, et a été traduit en plus de vingt langues. Cependant, l'accueil des critiques fut mitigé. Booklist écrivit, "Il y a des défauts ici - une intrigue qui aurait pu être resserrée, une surconfiance sur les adjectifs et les adverbes pour soutenir le dialogue - mais cette romance noire s'infiltre dans l'esprit." Kirkus écrivit "[Fascination] est loin d'être parfait : le portrait d'Edward est comme le tragique héros monstrueux est excessivement Byronnique, et l'appel de Bella est basé sur la magie plutôt que sur les personnages. Néanmoins, le portrait de deux amants dangereux frappe sur-le-champ; les fans de romances noires trouveront difficile d'y résister."
Suivant le succès de Fascination (2005), Stephenie étendit l'histoire avec trois livres de plus : Tentation (2006), Hésitation (2007) et Révélation (2008). Dans la première semaine après sa publication, la première suite, Tentation, débuta à la 5ème place du New York Times Best Seller list pour livres chapitres pour enfants et dans sa deuxième semaine, il monta à la 1ère place, où il resta pour les onze semaines suivantes. Au total, il passa plus de cinquante semaines sur la liste. Après la sortie d'Hésitation, le troisième livre de "Fascination" passa au total cent quarante-trois semaines sur le New York Times Best Seller list. Le quatrième épisode de la sage Fascination, Révélation, sortit aux Etats-Unis avec une initiale publication de 3,7 millions de copies. Plus de 1,3 million de copies furent vendues uniquement le premier jour, établissant un record de ventes du premier jour pour le Hachette Book Group USA. En France, le groupe Hachette avait tiré cent mille exemplaires du livre, au bout de seulement deux jours, ils étaient en rupture de stock. En tout, la série a vendu plus de 18 millions de copies dans 37 pays, et plus de 8,5 millions de copies juste aux Etats-Unis.
Dès l'achèvement de la quatrièle entrée dans la série, Stephenie annonça que Révélation sera le dernier roman raconté par Bella Swan. Midnight Sun était un roman compagnon pour la série. Ce sera une adaptation des événements du roman Fascination, mais raconté du point de vue d'Edward Cullen (comme étant l'opposé de Bella Swan). Stephenie avait espéré avoir Midnight Sun publié peu de temps après la sortie de Révélation, mais après le piratage d'un brouillon des douze premiers chapitres, Stephenie a choisi de retarder le projet pour un temps indéfini. En plus, Stephenie a choisi de mettre ces chapitres brouillon sur son site et a fait savoir que Midnight Sun est son prochain projet.
Une des petites histoires de Stephenie fut publiée dans Nuits d'Enfer au Paradis, un recueil d'histoires à propos de bals de fin d'années mais avec des effets surnaturels. Les autres auteurs qui ont contribué à ce recueil sont Meg Cabot, Kim Harrisson, Michelle Jaffe, et Lauren Myracle.
En mai 2008, le roman de science-fiction pour adultes, Les Âmes Vagabondes, est sorti par la division adulte de Little, Brown and Company; il suit l'histoire de Mélanie Stryder et Vagabonde, une jeune femme et un "esprit" alien envahissant (une âme), qui sont forcés de travailler comme un seul. Les Âmes Vagabondes débuta à la première place du New York Times Best Seller list, et resta sur la liste pendant 26 semaines. Stephenie a déclaré qu'elle avait "presque fait" une suite possible pour Les Âmes Vagabondes, intitulé The Soul (littéralement L'Esprit). Si elle continue la série, le troisième tome serait appelé The Seeker (littéralement L'Attrapeur). Les Âmes Vagabondes est sorti en octobre 2008 en France.
Stephenie mentionne avoir plusieurs autres idées de livres pour le moment, incluant une histoire de fantômes intitulée The Summer House (littéralement La Maison de l'Eté), et un roman impliquant des voyages dans le temps, ainsi qu'un autre à propos de sirènes.
Le 28 août 2008, il a été révélé que Stephenie avait écrit le traitement pour le nouveau clip de Jack's Mannequin, "The Resolution" qu'elle dirigeait la semaine suivante.
