Vođa ljevice u poljskom i njemačkom radničkom pokretu te njezina istaknuta pobornica u Drugoj Internacionali. Jedna od utemeljitelja Komunističke stranke Njemačke. Rođena je 5. ožujka 1871. u mjestu Zamošć u Poljskoj (danas Rusija) u židovskoj obitelji srednje klase. Bila je peto dijete trgovca drvima Eliasza Luxemburga III i Line Löwenstein. U dobi od pet godina bila je ozbiljno bolesna te su joj kao posljedica bolesti ostali problemi s nogom na koju je hramala te česti bolovi u bedrima. U mladosti njezin omiljeni književnik bio je poljski pjesnik Adam Mickiewicz, njegovo domljublje i političko opredjeljenje veoma su utjecali na mladu Rosu. školovala se u Varšavi gdje je postala aktivna u političkim krugovima. Zajedno s J. Marchlewskim objavljivala je 1893. list Sprawa robotnicza (Prava radnika) i sudjelovala u osnivanju Socijaldemokratske stranke Poljske.
Pobijajući nacionalističke tendencije Poljske socijalističke partije (PPS) istupala je kao protivnik parole "pravo naroda na samoodređenje" smatrajući kako razvitak velikih kapitalističkih država i imperijalizam čine to pravo iluzornim za male narode. Kao studentica varšavskog sveučilišta ulazi u ilegalnu poljsku političku stranku Proleterijat. Kada je ta organizacija razbijena bježi u švicarsku (1889.) jer joj prijeti uhićenje zbog njezinih političkih aktivnosti. Završava školovanje na sveučilištu u Zürichu gdje studira prirodne znanosti i političku ekonomiju te brani doktorsku disertaciju Industrijski razvitak Poljske (1897.). U Njemačku emigrira 1898. i dobiva državljanstvo nakon što se udala za njemačkog radnika . U Njemačkoj se učlanila u Socijaldemokratsku stranku (SPD), tada vodeću svjetsku organizaciju socijalista. Surađuje u glasilu SPD-a Neue Zeit (Novo vrijeme). U to doba među prvima ustaje protiv Bernsteinove revizije Marxova učenja nizom članaka u Leipziger Volkszeitung pod naslovom Sozialreform oder Revolution? (Socijalna reforma ili revolucija?).
Za vrijeme Ruske revolucije 1905. ilegalno odlazi u Varšavu kako bi sudjelovala u borbi i tada je zarobljena. Nakon što je puštena iz zatvora (u kojem se teško razboljela) napušta Varšavu i odlazi u Njemačku. U Njemačkoj je predavala u SPD-ovoj školu u Berlinu (1907. - 1914.). Sudjeluje 1907. na V. kongresu RSDRP (Ruske Socijaldemokratske radničke partije) u Londonu. Na tom kongresu podržala je boljševike iako je ranije podržavala menjševike. Istovremeno piše djelo Akumulacija kapitala koje će biti objavljeno 1913. Nakon izbijanja 1. svjetskog rata (kolovoz 1914.) njemački socijaldemokrati glasali su za ratne kredite. Rosa Luxemburg ogorčena takvim potezom socijaldemokrata njemačku je socijaldemokraciju nazvala "smrdljivim lešem". Potom, kao reakcija na takav potez njemačkih socijaldemorkata, zajedno s njemačkim socijalistima Karlom Liebknechtom, F. Mehringom, Klarom Zetkin i drugima formira revolucionaru frakciju unutar SPD, koja se prvotno zvala Internacionala, a kasnije postaje poznata pod imenom Spartakovci (Spartakusbund). Zbog svog veoma jasnog protivljenja ratu ponovo je 1915. u zatvoru.
U zatvoru piše brošuru Die Krise der Sozialdemokratie (Kriza socijaldemokracije) koja je objavljena pod pseudonimom Junius. Kako je krajem siječnja 1916. puštena iz zatvora svim se snagama posvećuje proturatnim akcijama. Uskoro je ponovno u zatvoru zbog svog antiratnih aktivnosti u srpnju iste godine (1916.). Zatvorena ostaje do studenog 1918., a nakon izlaska iz zatvora pomaže da se Spartakovci transformiranju u Komunističku stranku Njemačke. U siječnju 1919. Spartakovci dižu ustanak protiv vlade, a u njemu sudjeluje i Rosa Luxemburg. Nakon sloma ustanka vojska je Rosu Luxemburg i Karla Liebknechta zarobila 15. siječnja 1919. u Berlinu. Zapovjednik postrojbe satnik Waldemar Pabst ispitao ih je i potom vojnicima zapovijedio da ih ubiju. Ubojstvo Oboje su ubijeni u noći s 15. na 16. siječnja 1919. prilikom prijevoza u zatvor. Rosi je pucano u glavu, a njezino je tijelo bačeno u Landwehr kanal. Tijelo je nađeno nekoliko mjeseci kasnije (1. lipnja 1919.) te je 13. lipnja pokopano na središnjem gradskom grolju Friedrichsfeld u Berlinu. Jedan od vojnika koji su počinili ubojstvo Oto Runge zbog ubojstva je bio dvije godine u zatvoru. On je u interviewu njemačkom magazinu Der Spiegel (1962.) izjavio da su ministar obrane Gustav Noske i kancelar Friedrich Ebert (obojica socijaldemokrati) dali odoborenje za ova ubojstva.