Родена е на 9 юли 1929 г. в Сливен (починала на 27 май 2014 г. в София). Завършва гимназия в родния си град. Още като ученичка в детския вестник “Изгрев”, са отпечатани за пръв път нейни стихотворения.
През 1952 г. завършва руска филология в Софийския университет и се свързва с младежките литературни среди. Започва работа в литературната редакция на Българското национално радио. През този период излиза първата й стихосбирка “Пълнолетие”. Кореспондент е на вестник “Народна култура”. Работи още в литературното списание “Септември” и в списание “Отечество”. Освен поезия публикува публицистика и преводи, главно от руски език.
Членува в Съюза на българските писатели, Съюза на българските журналисти и Съюза на преводачите в България. Пътува много из страната, среща се с почитатели на поезията в почти всички наши градове, изнася и самостоятелни авторски рецитали.
Автор на поетичните сборници “Пълнолетие” (1952), “Опъната струна” (1957), “Кладенец на птиците” (1960), “Вселена” (1964), “Земя на огньовете” (1965), “Горчива билка” (избрана лирика (1955-1965), 1966), “Ябълкова градина” (1965-1966; 1967), “Есенно сияние” (1968), “Моята власт” (1970), “Пясъчна лилия” (1972), “Стихотворения” (избрана лирика 1973), “Хляб и сол” (1973), “Планета за двама” (1977), “Избрана лирика” (1979), “Без свидетели” (1982), “Недовършен свят” (1982), “Разкопки” (1984), “Сезонът на загубите” (1986), “Многоликата” (1986), “Родената на прага” (избрани стихове, т. I, 1989), “Гола душа” (избрани стихове, т. II, 1989), “Опит за бягство” (1992), “Къща от думи” (1995), “Градините на любовта” (избрана любовна лирика, 1996), “Старомодни стихове” (2002), “Отвън – отвътре” (2002), “Незабрава” (избрани стихотворения 1964-2002, 2004), “Преддверие” (2006), ), “Перо от дух” (2011), “Последни стихотворения” (2012), както и на публицистичните “Знаменосци на свободата” (1966), “Човек за човека...” (1976), “Помежду им – ела тънковита” (1982), “И тече през мен реката” (1988); “Мили бате...” (повест за деца, 1995; 2002), “Дървото на живота” (документална проза, 1999), “Зелената Жози” (приказки за деца, 2007), “Дървото на живота” (мемоари, 2008), “Тук съм” (спомени в два тома; 2008).
Нейни творби са превеждани на руски, румънски, беларуски, английски, арабски, португалски, полски, шведски, хинди, испански, турски, френски, латвийски, украински, полски, чешки, словашки, сърбохърватски и др. Има издадени стихосбирки на грузински език.
Носител е на следните отличия: награда на Съюза на българските писатели за поезия (1970 и 2002), награда “Добри Чинтулов” (1996), награда “П. К. Яворов” (2000), награда “Златен ланец” на вестник “Труд” (2003), награда “Иван Николов” (2007). Носител е и на орден “Кирил и Методий” – I степен (1974).
От 2012 г. в Стралджа се провежда национален литературен конкурс “Станка Пенчева”.