לגרלף נולדה וגדלה בחווה בדרום שוודיה. במהלך חייה התמודדה עם נכות ואובדן. כשהייתה בת שלוש חלתה בשיתוק ילדים, ובמשך רוב שנות ילדותה לא הלכה לבית הספר כילדים אחרים. בהיותה בת 20 נפטר אביה, שהיה קצין בצבא קבע. המשפחה התרוששה ונאלצה למכור את החווה. היא נסעה לסטוקהולם ושם למדה הוראה. בשנת 1889 חיברה כמה פרקים ראשונים ל"אגדת יסטה ברלינג", על פי אגדה נודעת שמקום התרחשותה הוא באזור שבו נולדה וגדלה. היא הגישה פרקים אלה לתחרות כתיבת סיפורים קצרים, וזכתה. זכייה זו עודדה אותה להמשיך בכתיבה. בסיום לימודיה, נסעה ללמד כמורה בצפון שוודיה. במקביל לעבודת ההוראה, החלה מפרסמת יצירות פרי עטה בכתבי עת, ובהמשך קיבלה מלגה מן האקדמיה השוודית, הודות לבקשתו של המלך אוסקר, שהתרשם מספר סיפוריה "קשרים סמויים". מלגה זו אפשרה לה להשתחרר מעבודת ההוראה ולהתמסר לכתיבה. בהמשך כתבה ספרים למבוגרים שזכו להצלחה רבה.
בין הספרים שפרסמו אותה יותר מכל ואף זיכו אותה בפרס נובל לספרות (1909) היו "מסע הפלאים של נילס הולגרסון" ו"ירושלים". האפוס "ירושלים" מספר על הגירתם של קבוצת איכרים, תושבי חבל דלרנה, לארץ ישראל, וחייהם בירושלים. הספר נכתב בעקבות ביקור שערכה לגרלף בארץ בשנת 1900, בחברת הסופרת היהודייה-השוודית סופי אֶלקַן (אנ') (1853–1921), שהייתה חברתה לחיים. השתיים התארחו בגרנד ניו הוטל, שבניינו מצוי עד היום בעיר העתיקה סמוך לשער יפו. במהלך הביקור התיידדה לגרלף עם אנה ספאפורד (Spafford) (אנ'), ממייסדות המושבה האמריקאית והקומונה הפרוטסטנטית האמריקאית-שוודית בירושלים. את ספר הילדים "מסע הפלאים של נילס הולגרסון" כתבה כחומר קריאה לתלמידים בבתי הספר היסודיים, לפי הזמנתו של המורה הראשי דאלין, לסייע ללימוד הגאוגרפיה והאגדות של ארצם. דרך כתיבתה עוררה עליה את זעמם של השמרנים והקפדנים מבין המורים, ופה ושם היא אף נאלצה לערוך בטקסט תיקונים כדי להתאימו לדרישותיהם, שלא תמיד עלו בקנה אחד עם אלה של הילדים. לגרלף התעניינה באגדות עם ישראל והתכוננה לכתוב חיבור מקיף על חיי רבי עקיבא. היא הביעה אהדה לעם היהודי וחיברה אגדה למען הפליטים היהודים שמצאו מקלט בשוודיה.
סלמה לגרלף הייתה האישה הראשונה שקיבלה פרס נובל לספרות. הפרס ניתן לה בשנת 1909 על ה"אידיאליזם האצילי שלה, עושר הדמיון ונדיבות ויופי הצורה שאפיינו את עבודתה".
חמש שנים לאחר זכייתה בפרס, נבחרה הסופרת כחברה באקדמיה השוודית ובמשך 25 שנה השתתפה בקביעת זוכי פרס נובל לספרות.
מסע הפלאים של נילס הולגרסן על פני שוודיה עם אווזי הבר (Nils Holgerssons underbara resa genom Sverige, 1906–1907) – מסעו של נילס הקונדס, שנענש על תעלוליו והפך לננס, בחברת אווזי הבר מביתו שבדרום שוודיה אל הצפון הרחוק ובחזרה. במסעו זה לומד נילס להיאבק, לסבול ולהקריב עצמו, עד שנמצא ראוי לשוב לדמותו הראשונה
מסע-הפלאים של נילס הולגרסן הקטן עם אוזי-הבר, תרגם ח"ש בן-אברם, ציורים מאת ק. שולץ, 3 כרכים, תל אביב: עם עובד ("ספריית שחרות"), תש"ב–תש"ג. (מהדורה מחודשת: תשמ"ה)
מסע הפלאים של נילס בחברת אוזי-הבר, עברית: שלמה יורם, תל אביב: מסדה ("זהר: ספריה לתלמידים"), תשכ"א.