오스트리아 빈의 부유한 유대인 가정에서 태어났다. 본명은 헤트비히 바움. 어려서부터 문학적 재능을 보였던 그녀는 음악 학교 졸업 후 오케스트라의 하프 주자로 활동했고, 1913년 독일로 이주하여 연주자 생활을 이어갔다. 그 후 잡지사와 출판사에서 일하면서 작품 활동을 시작했는데, 저명한 울슈타인 출판사의 집중적인 후원 아래 인기 작가로 부상했다.
1928년 소설 『화학도 헬레네 빌퓌어Stud. Chem. Helene Willfuer』로 큰 성공을 거두었으며, 1929년 40대 초에 발표한 『그랜드 호텔』(원제 ‘호텔 사람들Menschen im Hotel’)로 세계적인 명성을 얻었다. 이 작품은 20여 개국의 언어로 번역되었으며, 영화화되어 아카데미 최우수작품상을 받았다. 바움이 특히 관심을 가진 것은 성적 결정권을 가진 독립된 여성, 소위 ‘해방된’ 여성으로, 여러 작품을 통해 시대를 앞서가며 스스로 운명을 개척해나가고자 하는 현대 여성상을 보여주었다.
나치 집권 후 유대인이라는 이유로 독일에서 출판이 금지되었으며, 1938년 미국 국적을 취득했다. 많은 장편과 중편 소설, 영화 시나리오와 희곡을 썼는데, 소설 대부분이 외국어로 번역되었고 영화로도 만들어졌다. 대표작으로 『비밀 없는 삶Leben ohne Geheimnis』 『발리에서의 삶과 죽음Liebe und Tod auf Bali』 『마리온은 살아 있다Marion lebt』 『운명의 비행Schicksalsflug』 『진흙 속의 수정Kristall im Lehm』 등이 있다. 1960년 할리우드에서 세상을 떠났다.