В 1990 году получила степень магистра искусств в Северо-Западном университете. В 1994 году получила степень доктора философии в Калифорнийском университете в Дейвисе, также училась в Оксфордском университете. С 1997 доцент в Калифорнийском университете в Дейвисе. С 2007 года профессор в Университете Южной Калифорнии[4]. Специализируется на истории науки, алхимии, культуре елизаветинского времени. Автор двух монографий. В 2011 году опубликовала роман «Открытие ведьм», ставший первым в трилогии; за ним последовали два продолжения — «Тень ночи» (2012) и «Книга жизни» (2014). «Открытие ведьм» и «Тень ночи» стали бестселлерами «Нью-Йорк таймс». По первому роману трилогии в 2018 году был снят одноимённый телесериал — Открытие ведьм.
Русский перевод: Харкнесс Д. Манускрипт всевластия / пер. Н. И. Виленской. М., 2013 (Астрель); ISBN 978-5-271-44599-6; Харкнесс Д. Открытие ведьм / пер. Н. И. Виленской. СПб, 2018 (Азбука) ISBN 978-5-389-12415-8