Auta de Souza nasceu em Macaíba, Natal, em 12 de setembro de 1876, filha de Elói Castriciano de Souza e Henriqueta Leopoldina Rodrigues. Ficou órfã aos três anos, com a morte de sua mãe por tuberculose, e no ano seguinte perdeu também o pai, pela mesma doença. Sua mãe morreu aos 27 anos e seu pai aos 38 anos.

Durante a infância, foi criada por sua avó materna, Silvina Maria da Conceição de Paula Rodrigues, conhecida como Dindinha, em uma chácara no Recife, onde foi alfabetizada por professores particulares. Sua avó, embora analfabeta, conseguiu proporcionar boa educação aos netos.

Aos onze anos, foi matriculada no Colégio São Vicente de Paula, dirigido por freiras vincentinas francesas, onde aprendeu Francês, Inglês, Literatura (inclusive muita literatura religiosa), Música e Desenho. Lia no original as obras de Victor Hugo, Lamartine, Chateaubriand e Fénelon.

Aos doze anos vivenciou nova tragédia: a morte acidental de seu irmão mais novo, causada pela explosão de um candeeiro. Mais tarde, aos catorze anos, recebeu o diagnóstico de tuberculose, e teve que interromper seus estudos no colégio religioso, mas deu prosseguimento à sua formação intelectual como autodidata.

Continuou participando da União Pia das Filhas de Maria, à qual se uniu na escola. Foi professora de catecismo e escreveu diversos versos religiosos, sendo considerada uma das mais altas expressões da poesia católica feminina brasileira. Luís da Câmara Cascudo a considerava "a maior poetisa mística do Brasil".

Começou a escrever aos dezesseis anos, apesar da doença. Frequentava o Club do Biscoito, associação de amigos que promovia reuniões onde os convidados recitavam poemas de vários autores.
Aos dezoito anos, passou a colaborar com a revista Oásis, e aos vinte escrevia para A República, jornal de maior circulação e que lhe deu visibilidade para a imprensa de outras regiões. Seus poemas foram publicados no jornal O Paiz, do Rio de Janeiro. No ano seguinte, passaria a escrever assiduamente para o prestigiado jornal A Tribuna, de Natal, e seus versos eram publicados junto aos de vários escritores famosos do Nordeste. Entre 1899 e 1900, assinou seus poemas com os pseudônimos de Ida Salúcio e Hilário das Neves, prática comum à época.

Também foi publicada nos jornais A Gazetinha, de Recife, e no jornal religioso Oito de Setembro, de Natal, e na Revista do Rio Grande do Norte, onde era a única mulher entre os colaboradores. Venceu a resistência dos círculos literários masculinos e escrevia profissionalmente em uma sociedade em que este ofício era quase que exclusividade dos homens. Sua poesia passou a circular nas rodas literárias de todo o país, despertando grande interesse.

Por volta de 1895, Auta conheceu João Leopoldo da Silva Loureiro, promotor público de sua cidade natal, com quem namorou durante um ano e de quem foi obrigada a se separar pelos irmãos, que se preocupavam com seu estado de saúde.

Pouco depois da separação, ele também morreria vítima da tuberculose. Esta frustração amorosa se tornaria o quinto fator marcante de sua obra, junto à religiosidade, à orfandade, à morte trágica de seu irmão e à tuberculose. A poetisa, então, encerrou seu primeiro livro de manuscritos, intitulado Dhálias, que mais tarde seria publicado sob o título de Horto. O ano era 1900 e o livro teve significativa repercussão. O prefácio foi escrito por Olavo Bilac, o poeta brasileiro mais célebre daquela época.

Auta de Souza faleceu em 7 de fevereiro de 1901 em Natal, em decorrência da tuberculose.

Em 2008, a Federação Espírita Brasileira listou treze instituições espíritas que adotam seu nome. Em 3 de março de 1953 foi criada em São Paulo a “Campanha de Fraternidade”, que mais tarde se tornou “Campanha de Fraternidade Auta de Souza”.