Susan Alexandra Weaver New Yorkban született, apja, Sylvester L. Weaver az 50-es években az NBC tévétársaság igazgatója, anyja, Elizabeth Inglis angol színésznő volt. A Sigourney nevet tizennégy éves korában vette fel, F. Scott Fitzgerald A nagy Gatsby című novellájának egyik mellékszereplője után. 1972-ben diplomázott az elit Stanford Egyetemen, majd a nem kevésbé patinás Yale drámatagozatán tanult tovább. Először a színpadon próbálkozott, majd 1977-ben Woody Allen Annie Hall című vígjátékában tűnt fel – hat másodpercre.
A világhír két évvel később kapta szárnyára, amikor a kőkemény Ellen Ripley űrhajósnőt formálta meg a Nyolcadik utas: a Halál című, azóta klasszikussá vált sci-fiben. A borzongatásban új utakat nyitó filmnek három folytatása készült Weaver főszereplésével, az 1986-os James Cameron rendezte A bolygó neve: Halál című második részben nyújtott alakításáért Oscar- és Golden Globe-díjra is jelölték. Az űrhajósnőt a harmadik rész végén meg is halasztották, de az 1997-ben bemutatott negyedik részben „feltámadt” (ekkor Weaver gázsija már meghaladta az első Alien-film teljes költségvetését).
Még kétszer jelölték Oscarra, mégpedig 1988-ban a legjobb főszereplő (Dian Fossey amerikai etológus, Gorillák a ködben) és a legjobb mellékszereplő (Dolgozó lány) kategóriában is, de a gáláról üres kézzel távozott. Fájdalomdíjként a Golden Globe-díjat mindkét szerepéért hazavihette, ezzel ő lett az első olyan színésznő, aki „duplázott” ugyanabban az évben, és a díjban (legjobb színésznő kategóriában) Jodie Fosterrel és Shirley MacLaine-nel is osztozott. A következő években olyan sztárok mellett játszott, mint Mel Gibson, William Hurt és Bill Murray, utóbbival a Szellemirtók című, könnyed hangvételű szörnyfilm-bohózatban komédiázott. Dana Barrett szerepét legutóbb 2021-ben, a Szellemirtók: Az örökség című részben öltötte magára. Olyan hangos sikerekben játszott még, mint a Dave, A Halál és a lányka, A paradicsom meghódítása, Tökéletes másolat. Többször választották a legszexisebb filmsztárok közé, 2003-ban huszadik lett egy „minden idők legnagyobb mozisztárja” szavazáson, a legjobb húsz közé rajta kívül a gyengébb nem képviselői közül csak Audrey Hepburn került be.
2009-ben ismét James Cameronnal dolgozott a 3D technikával készült Avatarban, amely mai napig vezeti a minden idők legtöbb bevételét hozó mozifilmek sikerlistáját. A folytatás, az Avatar: A víz útja 2022-ben került a mozikba, amelyben Weaver karaktere feltámadt, hiszen ahogy Cameron a mozival kapcsolatban nyilatkozta – „a tudományos fantasztikus filmekben sohasem hal meg senki”. A történet várhatóan valóságos filmeposszá növekszik az előttünk álló években, hiszen három folytatása is készül: az Avatar 3 bemutatását jövő év végére, a negyedik részt 2029-re, majd az ötödik, egyben befejező részt 2031-re tervezik.
Weaver 2012-ben televíziós munkát vállalt, egy külügyminiszterré kinevezett volt first ladyt alakított a Political Animals című hatrészes sorozatban. Ugyanebben az évben játszott Juan Antonio Bayona Szólít a szörny című filmjében, 2020-ban az Egy évem Salingerrel, majd két évvel később a Hívd Jane-t és A főkertész című alkotásokban tűnt fel. 2023-ban az Amazon Prime Szirmokba zárt szavak című drámasorozatának egyik főszerepét alakította.
A színésznőnek 1999 óta csillaga van a hollywoodi Hírességek sétányán, 1997-ben BAFTA-, 2011-ben Grammy-díjat kapott, 2016-ban elnyerte a San Sebastián-i filmfesztivál különdíját, a Donostia-díjat. Életművéért idén a spanyol filmakadémia Goya-díját és a Velencei Filmfesztivál Arany Oroszlán-díját vehette át.
Magánéletét sikerrel különítette el a szakmától, így még az álomgyárban is nyugodt életet él. 1984-ben ment férjhez egy producerhez, lánya 1990-ben született. Sigourney Weaver aktív környezetvédő, többek között a Dian Fossey Gorilla Alapítvány tiszteletbeli elnöke, az óceánok élővilágának védelmezője, emellett részt vesz számos jótékonysági szervezet munkájában is. Az öregedéstől pályatársai nagy részével ellentétben nem fél, szerinte az évek gyarapodásával tanulja meg az ember értékelni azt, amije van. A száznyolcvan centiméteres termete ellenére is magas sarkú cipőben járó színésznő persze könnyen beszél, hiszen nem fog rajta az idő, ma is atletikus termetét a tornának, szépségét pedig, úgy véli, életörömének köszönheti.
