Nació en Coyoacán, al sur de la Ciudad de México, el 6 de julio del 1907. A pesar de ello, Frida decía haber nacido en 1910, año del inicio de la Revolución Mexicana: "Nací con la Revolución”, porque quería que su vida comenzara con el México moderno. Este detalle nos muestra su singular personalidad, caracterizada desde su infancia por un profundo sentido de la independencia y la rebeldía contra los hábitos sociales y morales ordinarios, movida por la pasión y la sensualidad. Orgullosa de su mexicanidad y de su tradición cultural, se enfrentó a la reinante penetración de las costumbres estadounidenses, todo ello mezclado con un peculiar sentido del humor.

Frida fue la tercera hija de Guillermo Kahlo, fotógrafo de origen germano-húngaro, de religión judía con su segunda esposa, la mexicana Matilde Calderón y González, de ascendencia española e indígena de religión católica. Sus dos hermanas mayores fueron Matilde y Adriana; después de ellas nació el único hijo varón de la familia, el cual sobrevivió apenas unos días. Cuando Frida tenía apenas once meses, en junio de 1908 nace su hermana menor, Cristina, su constante compañera y la única de las hermanas Kahlo en dejar descendencia. Además de ellas, Frida tuvo tres medio-hermanas mayores: María Luisa, la mayor, una segunda hermana fallecida nada más nacer y Margarita, todas nacidas del primer matrimonio de su padre con María Cardeña (llamada también Cerdeña en algunas fuentes), fallecida en el parto de Margarita en 1898.

Sin embargo, de acuerdo al estudio de Gaby Franger y Rainer Huhle, formaba parte de la leyenda, no pocas veces instigada por la propia Frida, que Guillermo Kahlo tuviera raíces húngaras o judías. Estos autores sostienen que probablemente el fotógrafo nació en Pforzheim, pequeña ciudad del estado de Baden-Wurtemberg y que sus abuelos y resto de antepasados pertenecieron a la burguesía local y eran de religión luterana.

Su vida quedó marcada por el sufrimiento físico que comenzó con la poliomielitis que contrajo en 1913 y continuó con diversas enfermedades, lesiones, accidentes y operaciones. Esta primera enfermedad le dejó una secuela permanente: la pierna derecha mucho más delgada que la izquierda.

En 1922 entró en la Escuela Nacional Preparatoria de Ciudad de México, la más prestigiosa institución educativa de México, la cual empezaba por primera vez a admitir chicas como alumnas. Allí sus travesuras la convirtieron en la cabecilla de un grupo mayoritariamente formado por chicos rebeldes con los que realizó innumerables trastadas en la escuela teniendo generalmente como víctimas a sus profesores. Fue precisamente en esta escuela donde entraría en contacto con su futuro marido, el conocido muralista mexicano Diego Rivera, a quien le había sido encargado pintar un mural en el auditorio de la escuela.
Murió en Coyoacán el 13 de julio de 1954. No se realizó ninguna autopsia. Fue velada en el Palacio de Bellas Artes de la Ciudad de México y su féretro fue cubierto con la bandera del Partido Comunista mexicano, un hecho que fue muy criticado por toda la prensa nacional. Su cuerpo fue incinerado y sus cenizas las alberga la Casa Azul de Coyoacán, lugar que la vio nacer.
Sus últimas palabras en su diario fueron: "Espero que la marcha sea feliz y espero no volver jamás".

A los cuatro años de su muerte, la Casa Azul se convirtió en el Museo Frida Kahlo.