Родилась 23 июня 1889 года в Одессе. Отец — Андрей Антонович Горенко (1848—1915), инженер флота. Мать — Инна Эразмовна Стогова (1856—1930). В 1905 году окончила Царскосельскую гимназию. В 1907 году окончила Киевскую Фундуклеевскую гимназию. В 1910 году вышла замуж за Николая Гумилёва (расстрелян в 1922 году). В 1918 году развелась с Гумилёвым и вышла замуж за Владимира Шилейко. В 1922 году начала жить с Николаем Пунином (погиб в лагерях в 1953 году). В 1939 году была принята в Союз писателей, а в 1946 исключена. Дважды была номинирована на Нобелевскую премию по литературе (1965 и 1966 годах). Имела сына - Льва Гумилёва (отсидел в лагерях более 10 лет). Умерла 5 марта 1966 года в возрасте 76 лет. Похоронена на кладбище в Комарово под Санкт-Петербургом.