Al poco sus padres se separaron y la pequeña Edith quedó a cargo de su abuela paterna que regentaba un burdel. Cuando tenía edad escolar su padre, acróbata de profesión, se la llevó y la hizo actuar junto a él, trabajando en circos y nightclubs. A los quince años conoció a Sinome, hija ilegítima de su padre de doce años de edad, y se fueron a París. Cantando y pidiendo por las calles, ganaban algún dinero para no morir de hambre.

A los dieciséis años tuvo una hija que murió a los dos años. A partir de entonces empezó a cantar en clubs y calles de Pigalle, vivía de noche y conoció a prostitutas y delincuentes de todo tipo, gente que siempre la fascinaron.

En 1935, Louis Leplée, propietario del lujoso cabaret Gerny's, la escuchó cantar, con su voz rota y melancólica, al pasar por una de las calles donde actuaba Edith y le propuso hacer una prueba. Después de oírla Leplée la contrató. Le enseñó lo que una cantante de aquella época debía saber: puesta en escena, gestos, lo importante de la iluminación y música. Le puso el nombre de Môme Piaf (pequeño gorrión). Y cantó en el Gerny's.

Allí empezó a hacer amigos entre la gente famosa. A los pocos meses Leplée fue encontrado muerto en su apartamento y Edith fue, para la policía, sospechosa del crimen dado que conocía a muchos delincuentes de los bajos fondos. La prensa se hizo eco y su incipiente público le dio la espalda. Gerny’s cerró sus puertas y los contratos que le habían ofrecido a Edith y las promesas de trabajo desaparecieron bajo el escándalo.

Después de este episodio se entregó a toda clase de desenfrenos hasta que a finales de los años 30 conoció y se hizo amante de Raymon Asso, que era letrista, y que la empujó a trabajar su repertorio volviendo a tener éxito. En 1939 lo dejó al conocer a Paul Meurisse, un buen cantante. Con él conoció un nuevo estilo de vida más sofisticado y lujoso. Esta relación fue tumultuosa y, a veces, violenta. Jean Cocteau se basó en ella para escribir Le Belle Indifferent.

Los años de guerra fueron difíciles. Sus padres reaparecieron en su vida. Muchas veces tenía que ir a buscar a su madre borracha en diferentes bares, tugurios o en alguna gendarmería. Su padre vivió con ella hasta su muerte pocos años después. Edith actuó muchas ocasiones en fiestas organizadas por nazis. Tiempo después Edith insistió en haber pertenecido a la Resistencia, pero poca gente la creyó.  Por aquel tiempo escribió La vie en Rose. Su vida sentimental fue muy inestable, los encuentros con diferentes hombres fueron múltiples.

Después de la guerra hizo teatro y cine,  giras por Europa y América donde conoció a Marlene Dietrich y entablaron una amistad que duró toda la vida. Su fama creció en el mundo siendo conocida internacionalmente. En este punto de su vida ayudaba a artistas noveles entre los que destacan Gilbert Bécaud, Yves Montand, Charles Aznavour, Georges Moustaki y otros. Con muchos de ellos mantuvo tormentosos romances que finalizaban cuando ella quería.

Grabó diversos discos desde 1936 hasta su última grabación, L'homme de Berlin, a principios de 1963.

En 1946 encontró al amor de su vida en el boxeador Marcel Cerdan. Los dos eran famosos y estaban enamorados, pero fatalmente Marcel murió a los tres años en un accidente de aviación. Edith cayó en una profunda depresión y trató de salir de ella a base de accesos de todo tipo. Continuaba trabajando y mantener a flote su trabajo, con los tranquilizantes y el alcohol que consumía, era duro. Tuvo diversos accidentes de coche en uno de los cuales se rompió un brazo y varios huesos. El doctor le prescribió morfina para aliviar el dolor y a raíz de ahí se hizo adicta a la morfina gastando altas cantidades de dinero en ello.

En 1952 se casó con el cantante Jacques Prill, estuvieron juntos durante cinco años pero no consiguió la estabilidad que necesitaba. A partir de los cuarenta años su salud se deterioró rápidamente ingresando sucesivamente en centros hospitalarios. En 1959 se le diagnosticó cáncer lo que la apartó definitivamente de los escenarios. En 1962, cuando ya estaba muy enferma, se casó con el griego Theo Lambukas al que ella llamó Theo Sarapo ("te amo" en griego), 20 años más joven que ella.

Murió el 11 de octubre de 1963, a los cuarenta y ocho años de edad, no dejando fortuna alguna, y fue enterrada en el cementerio de Père Lachaise, no muy lejos de la calle donde nació.