Urodziła się w marcu 1819 roku na Podlasiu, jako najmłodsze z dziewięciorga dzieci. Jako dziewiętnastolatka wyjechała do Paryża. Tam mieszkał jej brat Erazm, a młodej Narcyzie udało się zdobyć posadę nauczycielki w domu Zamojskich. Żmichowska szybko wsiąkła w atmosferę miasta, chętnie zaglądała do bibliotek, gdzie uzupełniała braki w edukacji. Chłonęła też nowe idee Saint-Simona, który twierdził, że "kobieta jest we wszystkim równa mężczyźnie". "Wywrotowe" poglądy młodej Żmichowskiej nie przypadły do gustu Zamojskim i podziękowali krnąbrnej nauczycielce za jej usługi. Narcyza samodzielnie wróciła do Polski, co wówczas było aktem wielkiej odwagi i nonszalancji jednocześnie.
Żmichowska zarażona feministycznymi ideami nie zamierzała zmieniać światopoglądu i stosunku do świata. Zatrudniła się jako nauczycielka w domu ziemiańskim w Łomży. Stamtąd często jeździła do Warszawy, gdzie udało jej się zbliżyć do środowiska "Przeglądu Naukowego". Nawet w stolicy nowoczesne poglądy i odwaga Żmichowskiej zrobiły na wszystkich wrażenie. Młodej nauczycielce kibicowały przede wszystkim kobiety. Zaczęły spotykać się podczas "wieczorów przy kominku". Dyskutowały o prawach kobiet, o tym, jak mogą i jak powinny żyć. Stworzyły pierwszy w Polsce ruch feministyczny.
Po powstaniu listopadowym przeżywał on swój rozkwit. Wielu mężczyzn zginęło w walce, wielu nie było dobrze wykształconych, przez kobiety trochę więcej muszą, ale i więcej mogą oraz potrafią. Stały się coraz bardziej obecne w życiu kulturalnym i naukowym. Te zgromadzone wokół Narcyzy zaczęły wydawać pismo "Pierwiosnek". Społeczeństwo szokowały jednak nie tylko odważnymi treściami – jeździły konno, paliły cygara.
W kręgu entuzjastek Żmichowskiej znalazła się Paulina Zbyszewska – piękna, zamożna, wykształcona arystokratka. I to do niej mocniej zabiło serce Narcyzy. Żmichowska wprowadziła się do majątku przyjaciółki, jednak bogactwa i przepych nie wystarczyły, by młoda pisarka poczuła się jak w bajce. Paulina nie do końca odwzajemniała uczucie Narcyzy. A na pewno nie chciała ofiarować się jej na wyłączność. Żmichowska była zazdrosna i bardzo zaborcza, co miało prowadzić do mniejszych i większych konfliktów. Wreszcie wyprowadziła się z domu Pauliny ze złamanym sercem. Jak przekonują znawcy literatury historię swojej nieszczęśliwej miłości Narcyza opisała w "Pogance", gdzie dla siebie ubrała w rolę młodego, przystojnego mężczyzny. To najgłośniejsza jej powieść, uznania w ówczesnych czasach za kultową. Co ciekawe, nigdy nie została wydana w formie książkowej.
Żmichowska już nigdy nikogo tak nie pokochała. Złamane serce próbowała leczyć, angażując się w działalność społeczną. Po 1864 roku znów nasiliły się represje i kiedy w ręce władz rosyjskich wpadła "nieprzystojna" korespondencja Narcyzy i Pauliny, obie kobiety trafiły do więzienia. Paulina szybko z niego wyszła – poręczył za nią znany i szanowany członek rodziny. Narcyza została w niewoli dwa i pół roku. Więzienie opuściła złamana i postarzała.
Po przymusowym pobycie w Lublinie Żmichowska wraciła do Warszawy w 1855 roku. Znów szerzyła feministyczne idee, ale tym razem wśród młodzieży. Miał wiele uczennic, wręcz wyznawczyń. Była wśród nich Wanda Grabowska, panna mieszkająca w tej samej kamienicy co Narcyza. To dzięki synowi Wandy – Tadeuszowi Boyowi-Żeleńskiemu pisarka nie odeszła w zapomnienie. W latach 20. XX wieku to on właśnie popularyzował jej twórczość i przypominał dokonania.
Po wybuchu powstania styczniowego Narcyza przeprowadziła się na wieś do rodziny. Uczyła dzieci w zamian za jedzenie i dach nad głową. Z dala od ludzi, miejsc i spotkań, które kochała, robiła się coraz smutniejsza i zniechęcona do życia. W 1876 ostatni raz wróciła do ukochanej Warszawy. Umarła w Wigilię Bożego Narodzenia tego samego roku, mając zaledwie 57 lat.
Tadeusz Boy-Żeleński mówił o niej, że mogła być "Balzakiem w spódnicy". Wielkiemu talentowi nie sprzyjały czas i okoliczności – sytuacja polityczna, więzienie, bieda. Żmichowska odeszła znana bardziej jako działaczka niż pisarka. Nie do końca też spełniona jako kobieta.
