Окончив школу в 1967 году, перебралась в Израиль, где провела в кибуце несколько месяцев. Во время пребывания в Израиле, обручилась с репортером Аароном Латамом, однако отношения продлились всего лишь несколько месяцев, после чего они тихо-мирно расстались.

Вернувшись в 1969 году в США, изучает драматическое искусство в Йельском университете и английскую литературу в Стэнфорде.

В большом кино дебютирует в 1977 году, сыграв эпизодическую роль в картине Вуди Аллена «Энни Холл» (1977). За символическую роль в этой картине актриса получила символический гонорар в размере 50 долларов.

Мировая известность к актрисе приходит всего два года спустя. Роль лейтенанта Рипли в культовом фантастическом триллере Ридли Скотта «Чужой» (1979) в одночасье делает ее одной из наиболее известных голливудских актрис,- живой легендой. При этом культовой картина и актриса становятся не только среди поклонников фантастического кино, а и среди поклонников хорошего кино вообще. Великолепные коммерческие показатели картины обусловили создание еще трех сиквелов: «Чужие» (1986), «Чужой 3» (1992) и «Чужой 4: Воскрешение» (1997). Разумеется, во всех этих картинах главная роль неизменно достается Сигурни Уивер, незаменимой составляющей успеха всех четырех картин. В 1987 году за роль во второй части картины была номинирована на «Оскар», за лучшую женскую роль.

В 1989 году номинируется одновременно на два «Оскара», за главную женскую роль в биографической драме Майкла Эптеда «Гориллы в тумане» (1988) и за второстепенную в комедийной драме Майка Николса «Деловая женщина» (1988). «Оскар» ей так и не достался, пришлось «довольствоваться» двумя «Золотыми Глобусами», что впрочем, достаточно неплохо как для одного года.

В числе наиболее известных картин с участием актрисы: «Год, опасный для жизни» (1982), «Охотники за привидениями» (1984), «Охотники за привидениями 2» (1989), «Дейв» (1993), «Имитатор» (1995), «В поисках галактики» (1999), «Сердцеедки» (2001), «Таинственный лес» (2004). Кроме того озвучила персонажей в мультфильмах: «Футурама» (1999-2008), «Новые приключения Золушки» (2006), «ВАЛЛ·И» (2008), «Приключения Десперо» (2008).

Очередную возможность громко заявить о себе актрисе предоставил легендарный Джеймс Кэмерон, пригласивший ее на одну из ключевых ролей фантастическом боевике «Аватар» (2009). Со своей задачей, уже давно не появлявшаяся в столь масштабных проектах актриса справилась на отлично, внеся свой вклад в оглушительный успех картины, обошедшей по кассовым сборам деж непревзойденный доселе «Титаник».
Судя по тому, что Сигурни вот уже в течение 20 с лишним лет замужем за одним и тем же мужчиной - театральным режиссером Джимом Симпсоном, с личной жизнью у нее все в порядке. В 1990 году родила своего первого и пока что единственного ребенка - дочь Шарлотту.