魏特琳出生於美國伊利諾州塞科爾,1912年畢業於伊利諾伊大學,同年受美國基督會差會派遣到中國,擔任安徽省廬州府(今合肥)基督會三育女中校長。1916年金陵女子大學在南京成立時,她擔任教育系主任。1919年至1922年校長德本康夫人(Matilda Thurston)回美國募捐期間,她曾經擔任代理校長。後擔任金陵女子文理學院教務主任。
1937年,日本軍隊攻占南京,金陵女子文理學院大部分教職員先後撤往四川成都,借華西協和大學的校園繼續開辦,魏特琳則留在南京照管金陵女子文理學院校園,自願與該學院教職員組成留守委員會,任代理院長。在南京大屠殺期間,她積極營救中國難民,利用金陵女子文理學院保護了上萬名中國婦孺難民。她從1937年8月12日到1940年4月的日記中,詳細記載了在日本占領下南京的情形,並郵寄給該學院在美國紐約校董會的校友。日記的最後一頁,即1940年4月14日(星期日),她寫道:「我快要筋疲力盡了。以前,雖然工作進展緩慢,但還能有步驟地制定工作計劃,而現在連這些也做不到了,雙手也不聽使喚。我希望能馬上去休假」。兩周後她精神失常,返回美國。1941年5月14日,在美國印第安納波利斯的寓所打開廚房的煤氣自殺。
由於魏特琳在日軍占領南京進行南京大屠殺和殘害中國民眾之時奮力保護中國民眾,從而受到中國民眾特別是南京人的廣泛讚譽,1938年被國民政府授予采玉勳章。魏特琳墓碑上刻有「永生金陵」的文字,南京市至今仍有其塑像。
記錄南京大屠殺日軍罪行的魏特琳日記和拉貝日記均收藏在耶魯大學神學院圖書館的特別館藏室。女作家張純如在寫作《南京大屠殺:被遺忘的二戰浩劫》一書期間,曾來該特別館藏室查閱,張純如也成為讓拉貝日記和魏特琳日記公諸於世的重要人物。