Nasceu numa família judia na cidade bávara de Erlangen; o seu pai era o matemático Max Noether. Emmy originalmente pensou em ser professora de francês e inglês depois de ser aprovada nos exames requeridos para tanto, mas em vez disto estudou matemática na Universidade de Erlangen-Nuremberg, onde o seu pai lecionava. Após defender a sua tese de doutorado sob a supervisão de Paul Gordan, trabalhou no Instituto Matemático de Erlangen sem receber salário durante sete anos. Em 1915 foi convidada por David Hilbert e Felix Klein a unir-se ao departamento de matemática da Universidade de Göttingen, que então era um centro de investigação matemática de fama mundial. O departamento de filosofia, no entanto, opôs-se a conceder-lhe o posto, e por isto ela passou quatro anos dando aulas sob o nome de David Hilbert. Sua habilitação só foi aprovada em 1919, então permitindo-lhe o posto de Privatdozent.

Noether continuou sendo um dos membros mais importantes do departamento de matemática de Göttingen até 1933; seus alunos por vezes eram chamados de "os meninos de Noether". Em 1924 o matemático holandês B. L. van der Waerden uniu-se a seu círculo matemático e logo começou a ser o principal expositor das idéias de Noether: o trabalho dela foi a base do segundo volume de seu influente livro didático, publicado em 1931, Moderne Algebra. Quando discursou na sessão plenária de 1932 do Congresso Internacional de Matemáticos em Zürich, suas obras algébricas já eram conhecidas mundialmente. Nos anos seguintes, o governo nazista da Alemanha expulsou os judeus que ocupavam postos em universidades, e Noether teve que emigrar aos Estados Unidos, onde trabalhou no Bryn Mawr College, na Pensilvânia. Em 1935 foi submetida a uma operação de cisto ovariano e, apesar dos sinais de recuperação, morreu quatro dias depois, com a idade de 53 anos.