Charlotta Lovisa von Kraemer föddes den 6 augusti 1828 på Nedre Manilla på Djurgården i Stockholm. Hon var det tredje barnet i en syskonskara på fem. Hennes far Robert von Kræmer (1791–1880) kom från en svensk-finsk adelssläkt och han gifte sig 1824 med grosshandlardottern Charlotta Maria Söderberg (1802–1869). 1830 utnämndes han till landshövding i Uppsala län med tjänstebostad på Uppsala slott. Lotten var två år när familjen installerade sig på Slottet där hon växte upp omgiven av lärdomsstadens kulturelit. Bland gäster och vänner fanns litteratur- och kulturmänniskor som P.D.A. Atterbom, familjen Geijer, Thekla Knös och Malla Silfverstolpe. Lotten hade litteraturen i vardagsrummet, hon spelade teater, läste och sjöng. Som privilegierad landshövdingedotter fick hon undervisning i hemmet av lärare från universitetet. Student kunde hon inte bli; akademins lärosalar hade hon som kvinna inte tillträde till. I tonåren gjorde hon resor med familjen både i Sverige och utomlands där hon fick stifta bekantskap med den europeiska kontinentens kultur.

När Lotten var fjorton år insjuknande hon i scharlakansfeber. Efterverkningarna blev en hörselskada, hon plågades av tinnitus, smärtor och allt sämre hörsel och besökte specialistläkare i Dublin, Berlin och Paris för behandling. Ingenting hjälpte. Så småningom blev hon nästan helt döv och hon fick till sin bedrövelse allt svårare att delta i samtal och sällskapsliv.

Under drygt femton år från 1855 var hon hemligt förlovad med Sten Johan Stenberg (1818–1888), docent i estetik vid Uppsala universitet och senare kommerseråd i Stockholm. Lotten var förälskad, Stenberg var stram. Under deras tid tillsammans blev hon alltmer engagerad i skrivandet och kvinnofrågan. 1857 hade hon rest till Dublin och blivit bekant med poeten och kvinnosaksaktivisten Jane Wilde (gift med öronläkaren William Wilde som behandlade Lotten) och i Sverige knöt hon kontakt med Sophie Adlersparre och Rosalie Olivecrona som var redaktörer för kvinnotidskriften Tidskrift för hemmet där hon också publicerade sig. Den konservative Stenberg kunde inte fördra att hon ville trycka sina litterära verk och synas i offentligheten, och han var motståndare till hennes frisinnade idéer. Förlovningen bröts. Lotten fortsatte skriva. Båda förblev ogifta.

Det slutgiltiga dråpslaget för Stenberg kom när Lotten 1869 publicerade dramat Strid. Huvudpersonerna heter Sofia och Artur, men det var en litterär bearbetning av deras uppslitande förhållande. Dramat bearbetades flera gånger och gavs ut som variationer på ett tema, 1882 med titeln Felicia och 1893 som Fama. I den litterära dräkten får konflikten mellan konsten och kärleken ett lyckligt slut. De älskande kan försonas när Sofia bejakar kärleken och skapandet i lika delar och Artur kommer till insikt om att hon inte kan avstå från sitt livskall, skrivandet.

Lotten debuterade med ett litet dikthäfte 1863 och gav därefter ut reseskildringar, essäböcker och diktsamlingar. Med skriften Tankar i religiösa ämnen (1866) gav hon sig in i samtidsdebatten om tro och vetande och gick till försvar för den källkritiska hållning som Viktor Rydberg företrädde i sin omstridda bok Bibelns lära om Kristus (1862). Året innan kom berättelsesamlingen med den slingriga titeln Fantasi-klängväxter kring verklighets stam (1865) och 1870 gav hon ut reseskildringen Bland skotska berg och sjöar. Diktsamlingarna bär namn som Ackorder (1870), Den kämpande anden (1892), Hägringar och luftslott (1895) och Skogsblommor (1896). Dikterna är ofta naturlyriska betraktelser, tidsbilder, kärlekspoem och hyllningar till bemärkta personer, men ett viktigt stråk är jämlikhetsfrågan och kampen för kvinnans frigörelse. Hennes samlade skrifter gavs ut i fyra volymer 1918 av Samfundet De Nio.

Lotten drog sig inte för att lämna sina litterära texter till kritiker och redaktörer för synpunkter. Sådana fick hon också och i många fall var omdömet onådigt. Det kom fränt från hennes fästman, men också från etablerade kritiker som Sophie Adlersparre, Georg Brandes och Lorentz Dietrichson. Hon lät sig dock inte nedslås utan arbetade vidare, och från slutet av 1860-talet, vid samma tid som förhållandet med Stenberg tog slut, skruvade hon upp tempot i sin litterära verksamhet. Hon förverkligade sina planer på att starta en tidskrift; Vår Tid utgavs 1877–1879 med syftet att visa fram tidens litterära strömningar. 1878 valdes hon in i Föreningen för gift kvinnas äganderätt. Året därpå flyttade hon in i ett hus hon köpt på Villagatan 14 i Stockholm. Det blev senare hemvist för Samfundet De Nio. Hon var en sällskapsmänniska men led av sin dövhet och hon blev med åren allt ensammare. I kvarteret på Östermalm sågs hon som en särling med udda kläder och konstiga vanor.

Inte bara i diktningen utan också genom ekonomisk stödverksamhet märktes hennes vilja att förbättra kvinnornas ställning. Hennes förmögenhet växte, hon gav bidrag till Handarbetets vänner och Fredrika Bremer-förbundet och 1872 instiftade hon ett stipendium för kvinnliga universitetsstudenter i Uppsala. Hon gav ekonomiskt stöd till Internationella kvinnorösträttkongressen i Stockholm 1911. De rejält provocerade över hennes testamente var släktingarna som omöjligt kunde acceptera hennes beslut. De ifrågasatte hennes psykiska hälsa trots att Lotten förekommande låtit två renommerade psykiatriker undersöka henne. De konstaterade att hon var mentalt frisk och fullt i stånd att fatta självständiga beslut.

Hon dog åttiotre år gammal den 23 december 1912. Hon ligger begravd på Gamla kyrkogården i Uppsala, granne med Carolinaparken där hennes pappa landshövdingen lät plantera träd, och några minuters promenadväg från barndomshemmet på Slottet.

Lotten var utrustad med ett befriande starkt självförtroende. Kritiken bet men stukade henne inte. Hon behövde inte oroa sig för ekonomin eller uppehället men hon fick sin beskärda del av sjukdom, livskriser och förluster. Ändå fortsatte hon att skriva och verka. En viktig del av testamentet föreskriver att Samfundet De Nio ska ge ut hennes skrifter och teckningar, ackompanjerat av hennes porträtt. Hon tvivlar inte om sin litteraturhistoriska betydelse. Hon vill inte bli bortglömd.

Anna Williams