Filha de um índio Cherokee e de uma mulher negra, Bessie nasceu em Atlanta, Texas, e era a 13ª filha do casal. Por incentivo dos pais, ela ingressou numa precária escola para negros e era ótima aluna, apesar de interromper com frequência seus estudos para trabalhar na colheita de algodão. Concluiu sua formação escolar em uma escola mantida pela Igreja Batista, mas não avançou para uma formação universitária.
Em 1915, enquanto trabalhava como manicure em Chicago, passou a se interessar por aviação, embora tivesse consciência das dificuldades que enfrentaria para realizar sue desejo de ser pilota. Tendo aprendido francês, decidiu ir para a França para ingressar num centro de formação para pilotos que admitia e incentivava o treinamento de negros e mulheres.
Em 1921 recebeu licença da Fédération Aéronautique International e estava, oficialmente, habilitada a pilotar. Percebendo as restrições para atuar na aviação civil regular, decidiu aprimorar seu treinamento para trabalhar em exibições aeronáuticas. Com os espetáculos de aviação ela teve grande sucesso e até contou com convites para atuar no cinema, mas seu grande ideal era criar uma escola de aviação para negros.
Em 30 de abril de 1926, em Jacksonville, Flórida, Bessie Coleman realizou seu último voo. Na véspera de sua apresentação, Bessie realizou uma decolagem para testar as condições do avião e enquanto voava o aeroplano apresentou problemas e ficou em posição invertida. Aos 150 metros de altura, Bessie – que não estava usando cinto de segurança na ocasião – acabou caindo e sofrendo um impacto mortal no chão.