Không rõ tên thật của bà, Thánh Thiên (hay Thánh Thiên Công Chúa) chỉ là thần hiệu. Theo thần tích đình Ngọc Lâm (nay thuộc thôn Ngọc Lâm, xã Tân Mỹ, huyện Yên Dũng, tỉnh Bắc Giang), thì bà còn có biệt danh là Nàng Chủ.
Cũng theo thần tích ấy, thì bà là người làng Bích Uyển, phủ Kinh Môn (nay thuộc tỉnh Hải Dương)[1].
Năm 16 tuổi, bà mồ côi cả cha lẫn mẹ. Nhưng nhờ có cá tính rất mạnh mẽ, nên dân làng ai nấy cũng đều nể phục, đồng lòng tôn bà làm Nữ Chủ và tặng cho biệt danh là Nàng Chủ [2]. Vốn là con nhà võ, tinh thông võ nghệ, lại căm ghét quân xâm lược nhà Đông Hán, nên bà đã kêu gọi dân làng cùng nổi dậy. Sau vài trận đánh, bị tổn thất vì yếu thế hơn, nên bà tự giải tán.
Ít lâu sau, được tin người cậu ruột [3], vì căm ghét Tô Định (người nhà Đông Hán, sang làm Thái thú Giao Chỉ) nên đã từ quan về làng chiêu mộ trai tráng để đánh lại; bà liền tập họp quân, rồi kéo đến Ngọc Lâm để phối hợp với cậu.
Rút kinh nghiệm từ lần thất bại trước, bà cho xây dựng một căn cứ lớn ở Ngọc Lâm. Ở đây, ngoài thời gian rèn tập binh mã, bà còn chia quân đi khai hoang để tích trữ lương thảo, lập lò xưởng để rèn vũ khí, v.v...[4]
Nhờ chuẩn bị kỹ lưỡng, nghĩa quân của bà đã giành được nhiều thắng lợi ở vùng Yên Dũng (Bắc Giang). Đến khi nghe tin Trưng Trắc cùng với em gái là Trưng Nhị (sử sách thường gọi chung là Hai Bà Trưng) kêu gọi nhân dân cả nước vùng lên đánh đuổi quân nhà Đông Hán, Thánh Thiên liền đem quân về tụ nghĩa.
Mùa xuân năm Canh Tý (40), Hai Bà Trưng đem quân tiến đánh Mê Linh (nay là một huyện của thành phố Hà Nội), rồi đánh thẳng vào thành Liên Lâu (nay thuộc huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh) là trị sở của Tô Định, đuổi viên Thái thú này ra khỏi bờ cõi, giành lại độc lập cho dân tộc Việt. Sau khi tự lập làm vua, Trưng Nữ Vương (tức Trưng Trắc) phong Thánh Thiên làm Đại tướng quân trấn giữ miền Hợp Phố (nay thuộc tỉnh Quảng Đông, Trung Quốc)[5].
Đầu năm Nhâm Dần (42), tướng nhà Đông Hán là Mã Viện lại kéo quân sang xâm lược. Trước thế mạnh của họ, phòng tuyến Lãng Bạc[6] bị phá vỡ, Hai Bà Trưng đành lui quân về Cấm Khê[7]. Thánh Thiên từ mạn Bắc đem quân xuống cứu viện nhưng không kịp. Nghe tin Hai Bà Trưng đã tự vẫn (tháng 2 hoặc tháng 3 năm Quý Mão, 43)[8], Thánh Thiên dẫn quân đóng trên sông Nhật Đức (tức sông Thương). Bị quân Đông Hán đến đánh, bà cho quân lui về Ngọc Lâm. Trong một trận giao tranh ác liệt, Thánh Thiên hy sinh tại bến Ngọc (tên chữ là Ngọc Chử, là một bến của con sông nhỏ Đa Mai) thuộc địa phận làng Ngọc Lâm ngày nay.[9].