Nació en San Miguel de Nepantla. Su nombre era Juana Ramírez de Asbaje. De precocidad intelectual prodigiosa y férrea voluntad para alcanzar conocimientos científicos -entonces de difícil acceso para la mujer-, a los tres años sabía leer y escribir; aprendió latín en 20 lecciones cuando tenía ocho años, y pidió a sus padres que la vistiesen de hombre para poder asistir a cursos de enseñanza superior. A los 13 años, en la corte del virrey de México, era " festejada por discreta y perseguida por hermosa". A los 17 años fue sometida a interrogatorios públicos por parte de 40 eruditos, y ella "se deshizo de las preguntas y contradicciones que le presentaban con extraordinario lucimiento".
En procura de tranquilidad para sus estudios y posiblemente por un desengaño amoroso, ingresó como monja jerónima a los 21 años. Su celda se convirtió en recinto del saber; reunió en ella cerca de 4.000 libros y toda clase de instrumentos musicales y de precisión. Su curiosidad científica fue permanente ; analizando en la cocina del convento las propiedades de algunos elementos, hizo la reflexión de que "si Aristóteles hubiese guisado, mucho más hubiera escrito". Mostró sus sólidos conocimientos teológicos en la Carta atenagórica de 1690.
Compuso toda clase de poemas menores, villancicos, redondillas, liras; sonetos filosóficos y amorosos, comedias Los empeños de una casa y Amor es más laberinto; Autos sacramentales, El divino Narciso. En prosa escribió Respuesta a sor Filotea, primera a utobiografía de las letras hispanoamericanas, en la que, con extremada finura y sagacidad dialéctica cuenta su infancia, justifica sus afanes, y confiesa los castigos a que se sometía para obligarse a saber más. Por indicación del obispo Fernández de Santa Cruz, quien le reclamó mayor dedicación a las cosas devotas, vendió sus libros y demás bienes para socorrer a los pobres. Murió en México.