イギリス南西部ブリストルの北東約15キロ、グロスタシャー州にあるイェイトに住むロールスロイスの航空機のエンジニアであるピーター・ジェームズ・ローリングとアン・ローリング夫妻の長女として生まれた。生まれた病院は、隣町のチッピング・ソドベリーにある。2年後に妹が生まれ、本人が4歳の時に家族はグロスタシャーのウィンターボーンに移り、さらに9歳の時にタッツヒルへと引っ越し、「チャーチ・コテージ」と呼ばれる19世紀半ばに建てられたゴシック風の建物で、美しい庭に囲まれて成長した。近くには、自然豊かなディーンの森があった。この様々な民間伝承をもつ神秘的な森は彼女の想像力を掻き立てた。子供時代から物語を書くことが好きで、初めて書いたのは『Rabbit』という名前のウサギの話で、6歳の時である。ワイディーン・コンプリヘンシヴ・スクール（総合制中等学校）時代にはすでに想像力に飛んだ作品で国語の教師たちに強い印象を与えていた。サバイバルを主題にしたエッセイ『私の無人島生活 (My Desert Island)』はA＋をとった。しかしこの頃はガリ勉といじめられたり因縁をつけられ喧嘩をふっかけられたりと不愉快な思いも経験していた。また15歳のころ母アンが多発性硬化症と診断が下される。陽気で活力にあふれた母が徐々に病魔に侵されていくのを見ているのは胸が引き裂かれるほど辛いことだったとローリングは語っている。ローリングは最終学年でヘッドガールに選ばれるなど明るく社交的な人気者になっていた。本人は文学方面に進みたかったが、両親の希望でエクセター大学でフランス語と古典を学んだ。1年間の留学期間が必須科目だったのでパリに留学しパートタイムで英語を教えた。在学中も多くの小説を書いたが完成までは進まず、むしろ読む方に時間を費やし、ジェーン・オースティンなどの作品を読んだ。最終学年を迎えた1987年、自ら志願して年に1回マーティン・ソレルの指導で上演されるフランス語の劇に協力した。フランスの劇作家オバルディアの『農場の宇宙飛行士』という哲学的なファンタジー喜劇で衣装係に任命された。　1987年夏卒業。この頃母アンの病状はかなり悪化しており車いすや歩行器が必要となっていた。卒業後はロンドン南西部のクラパムにあるフラットに引っ越した。ロンドンのアムネスティ・インターナショナルで秘書として働いたが、仕事にはあまり興味を見出せなかった。一度だけ出版社で働いたこともあり、原稿の断り状を送る作業をしていた。この頃、タイプをかなりのスピードで打つことが出来るようになっていた。国際アムスティでも働いたこともあった。この時は大人向けの小説を書き始めていた。ローリングは25歳を迎えるまでに2つの小説を書いたが日の目を見なかった。その頃からカフェやバーでメモや短い文書を書きなぐる習慣ができた。
2016年・2017年は多くのアーティストとコラボレーションして曲を出した。2016年7月22日にメジャー・レイザーとMØと共に「Cold Water」をリリースした。この曲はBillboard Hot 100で初登場2位を記録した。8月にはDJ Snakeと「Let Me Love You」をリリースした。この曲はBillboard Hot 100で4位に達した。9月にはポスト・マローンと彼のデビューアルバム『Stoney』からの第4弾シングルとして「Deja Vu」をリリースした。2017年1月には、グラミーへの不信感から4部門にノミネートされていた第59回グラミー賞を欠席した。4月16日、ルイス・フォンシとダディー・ヤンキーは、ビーバーをフィーチャーした彼らの曲「Despacito」のリミックスをリリースした。この曲はビーバーがスペイン語で歌う初めての曲だった。 このリミックスはオリジナル版をBillboard Hot 100のトップ10にまで押し上げ、1996年の「恋のマカレナ」以来のほとんどスペイン語の曲でBillboard Hot 100のトップ10を獲得した曲となった。7月18には全てのストリーミングサービスで計460億再生回数を記録し、史上最多の再生回数になった。その他にも様々な記録を打ち立てた。2017年4月28日にリリースされたDJキャレドのシングル「I'm the One」に、クエヴォ、チャンス・ザ・ラッパー、リル・ウェインと共に参加した。この曲はBillboard Hot 100で1位になった。翌週には「Despacito」が1位になり、異なる楽曲で全米シングルチャート1位を2週連続で獲得した全米ビルボード史上初のアーティストとなった。6月9日、デヴィッド・ゲッタとシングル「2U」をリリースした。8月17日にはブラッドポップとシングル「Friends」をリリースした。2018年1月には次のアルバムが完成するまで公の場には姿を現さないとして、3部門でノミネートされていた第60回グラミー賞に出席しなかった。7月にリリースされたDJキャレドのシングル「No Brainer」に、クエヴォ、チャンス・ザ・ラッパーと共に参加した。11月24日、新聞「Vanguard」より既に既婚であると報じられた。2019年2月27日にはデビュー10周年企画として日本独自企画としてベスト盤「ザ・ベスト」が発売。3月16日に自身の精神的な健康や妻・ヘイリーとの結婚生活を優先するため、音楽活動の休止を自身のインスタグラムで発表した。復帰時期は未定だが、メッセージの後半で「可能な限り早く、最高のアルバムとともに戻ってくる」と述べている。4月21日に行われたコーチェラ・フェスティバルのアリアナ・グランデのステージにゲスト出演し、「Sorry」を披露した。5月10日、エド・シーランとのコラボ・シングル「I Don't Care」がリリースされた。以前にもエド・シーランが作詞した曲をジャスティンがリリースしたことはあったが、正式なコラボレーションは初めてのことだった。この曲は様々なストリーミングサービスで、多くの地域で1位を獲得し、Spotifyでは1日での最多ストリーミング数の新記録を樹立した。7月11日にはビリー・アイリッシュにフューチャーされた「Bad Guy」がリリースされた。