开元二十二年（公元734年），她被纳为唐玄宗第十八子寿王李瑁的王妃，这时的杨贵妃只有十六岁，李瑁也年约十六岁。开元二十五年（公元737年），唐玄宗宠爱的武惠妃死后，后宫数千宫娥，无一能使玄宗满意。高力士为了讨唐玄宗的欢心，向唐玄宗推荐了寿王妃杨玉环。天宝四年（公元745年），唐玄宗册封杨氏为贵妃，"父夺子妻"，成为唐朝宫闱的一大怪闻。天宝十四年（公元755年），安史之乱发生后，唐玄宗仓皇逃出长安。第二年，队伍途经马嵬驿的时候，军队哗变，逼唐玄宗诛杀杨国忠和杨玉环。万般无奈之下，唐玄宗赐杨贵妃自尽，时年杨玉环只有三十八岁。白居易的《长恨歌》，就是叙述唐玄宗与杨贵妃的悲剧故事。
杨贵妃自杀于马嵬驿的说法，是正史的记载。如唐人李肇在其《国史补》中说："玄宗幸蜀，至马嵬驿，命高力士缢贵妃于佛堂前梨树下，马嵬店媪收得锦靿一只，相传过客每一借玩，必须百钱，前后获利极多，媪因至富"。意思是杨贵妃死于马嵬驿的一座佛堂梨树下，在搬尸时，杨贵妃脚上的一只鞋子失落，导致一位老太婆借此大发其财。对于这一历史事件，《旧唐书》、《新唐书》的记录与李肇的上述记载大同小异。司马光的《资治通鉴》所引杨贵妃被缢的史料更为详细：当哗变的军士杀了杨国忠后，护驾的六军将士仍不肯继续前进，唐玄宗亲自下令，也无效。唐玄宗要高力士问军中主帅陈玄礼是什么缘故？陈玄礼回答说："国忠谋反，贵妃不宜供奉，愿陛下割恩正法"。唐玄宗听后，最初不肯割爱，"倚仗倾首而立。久之，京兆司录韦却前言曰'今众怒难犯，安危在晷刻，愿陛下速决！'而唐玄宗却说："贵妃常居深宫，安知国忠反谋？"这时，连高力士也一反常态，对玄宗说："贵妃诚无罪，然将士已杀国忠，而贵妃在陛下左右，岂敢自安！愿陛下审视之，将士安则陛下安矣"。玄宗经高力士劝说，"乃命力士引贵妃于佛堂，缢杀之"。这样才使六军将士"始整部伍为行计"（《唐记》三十四）。
不仅正史这样记载，一些诗词歌赋、稗官野史和戏剧传奇也认可和采用这种说法。如：元和元年（公元806年）冬，白居易任盩厔县尉，他的好友陈鸿和王质也寓居该县。一天，他们游览仙游寺，谈到唐玄宗与杨贵妃的爱情悲剧，异常感慨，王质建议白居易以此为题写诗，白居易写了脍炙人口的《长恨歌》，陈鸿写了《长恨歌传》。陈鸿是位史学家，在写杨贵妃缢于马嵬驿一节时，他是这样记叙道：杨国忠处后，"左右之意未决。上问之，当时敢言者，请以贵妃塞天下怨。上知不免，而不忍见其死，仅袂掩面，使牵之而云，仓皇展转，竟就死于尺组之下"。
虽然如此，也有一些人认为，杨贵妃不是自缢而死，而是死于乱军之中。此说主要见于一些唐诗中的描述。杜甫于至德二年（公元757年）在安禄山占据的长安后，作《哀江头》一首，其中有"明眸皓齿今何在，血污游魂归不得"之句，暗示杨贵妃不是被缢死于马嵬驿，因为缢死是不会见血的。李益所作七绝《过马嵬》和七律《过马嵬二首》中有"托君休洗莲花血"和"太真血染马蹄尽"等诗句，也反映了杨贵妃为乱军所杀，死于兵刃之下的情景。杜牧《华清宫三十韵》的"喧呼马嵬血，零落羽林枪"；张佑《华清宫和社舍人》的"血埋妃子艳"；温庭筠《马嵬驿》的"返魂无验表烟灭，埋血空生碧草愁"等诗句，也都认为杨贵妃血溅马嵬驿，并非被缢而死。
