Phoenix nació en Winter Park, Florida. Su madre, Arlyn Sharon (née Dunetz), nació en El Bronx, Nueva York, de padres judíos de Hungría y Rusia.^[2]​^[3]​^[4]​ Su padre, Jhon Lee Bottom, era un católico educado de Fontana, California.^[5]​ En 1968, la madre de Phoenix dejó El Bronx y se fue a California, mientras en una excursión conocía al padre de Phoenix. Se casaron en 1969 y se unió al culto religioso los Niños de Dios, trabajando como misioneros y recogiendo frutas en América del Sur. Phoenix tiene cuatro hermanos: dos hermanos actores River Phoenix y Joaquin Phoenix, y dos hermanas, Rain Phoenix y Liberty Phoenix.

Fue a la Universidad de Nueva York Tisch Escuela de las Artes, pero dejando antes de graduarse para seguir su carrera como actriz.

Phoenix fue una actriz desde muy pequeña , trabajando con el agente Iris Burton junto con sus hermanos y hermana a la edad de dos años, y tenía roles como invitada en Murder She Wrote, Growing Pains y Airwolf. Apareció en la película de TV Kate's Secret y en Russkies, jugando como la más joven de la vida real de su hermano Joaquin. Más tarde Phoenix apareció en Wasted, El Laramie Proyecto, SLC Punk!, Dinner Rush, The Believer, y The Faculty. Y dirigió en Esther Kahn (2000) y Suzie Gold (2004).

En 2002, Phoenix protagonizó en tres meses seguidos This is Our Youth en el Garrick Theatre junto a Casey Affleck y Matt Damon.

Fue miembro de la banda de rock The Causey Way con su hermana Rain. Más tarde hizo apariciones en álbumes por la banda de la lluvia, The Papercranes.

Summer Phoenix es la hermana más joven de los también actores Rain Phoenix, Joaquin Phoenix, Liberty Phoenix y River Phoenix.

Phoenix es vegana.^[6]​ Es una ávida defensora de varios derechos medioambientales, derechos de los animales y caridades, incluyendo PETA.^{[cita requerida]}

Se convirtió en la prometida de Casey Affleck el 25 de diciembre de 2003, y tuvo a su primer hijo el 31 de mayo en 2004, en Ámsterdam.^[7]​ Phoenix y Affleck se casaron el 3 de junio de 2006 en Savannah, Georgia, y tuvo a su segundo hijo, Atticus, el 12 de enero del 2008.^[8]​^[9]​^[10]​^[11]​ En marzo de 2016, Affleck y Phoenix anunciaron que se estaban separando.^[12]​

En 2003, ella y sus amigas Odessa Whitmire y Ruby Canner abrieron la boutique de ropa "Some Odd Rubies" ubicada en el lado bajo este de Manhattan.^[13]​^[14]​ La boutique cerró en 2012.^[15]​