Nació el 26 de mayo de 1877 en San Francisco, California, (Estados Unidos).
A los diez años de edad abandonó la escuela para impartir clases de danza y contribuir a los gastos de la familia. Sus padres se divorciaron y su madre debió ser una figura extravagante para la época: independiente, aferrada a los hijos y sin fe religiosa. Aborrecía los convencionalismos. Eligió el feminismo entre la presión calvinista y el credo católico. Su madre interpretaba para ella y sus hermanos obras de Beethoven, Schumann, Schubert, Mozart o Chopin.
Su debut profesional fue en 1899 en Chicago (Illinois). Algunos años después comenzó a realizar giras por Europa y Estados Unidos dando recitales de danza y estableciendo escuelas cerca de Berlín en 1904, en París en 1914 y en Moscú en 1921.
Los movimientos libres y fluidos que expresaban emociones internas, eran características de su danza. Le encantaban los cánones de belleza de la antigua Grecia. En sus actuaciones se vestía con una túnica transparente, con los pies, brazos y piernas desnudos y su largo cabello suelto. A través de la impresión de su baile suscitó en el coreógrafo de origen ruso Mijáil Fokine, ejerció una enorme influencia en el ballet del siglo XX.
Influyó en muchos coreógrafos, entre los que destacan los estadounidenses Ruth St Denis y Ted Shawn. Su vida personal fue trágica. Tuvo una hija con el escenógrafo británico Gordon Craig y un hijo con el magnate de las máquinas de coser Paris Singer. Los dos niños fallecieron en 1913, en un accidente automovilístico. En 1922 contrajo matrimonio con el poeta ruso Sergei Esenin, pero poco tiempo después se separaron. Estuvo sumida en la pobreza durante muchos años. Hizo una última y dramática aparición en París poco antes de su muerte.
Isadora Duncan falleció la noche del 14 de septiembre de 1927 en Niza, Francia, cuando conducía su automóvil deportivo por una carretera costera en estado de ebriedad. La punta de un largo pañuelo que adornaba su cuello se atoró en una de las llantas y se ahorcó de un solo tirón.
Publicaron en 1927 su autobiografía, "Mi vida".