Özlem Türeci, 6 Mart 1967'de Almanya'nın Aşağı Saksonya eyaletine bağlı Lastrup kasabasında dünyaya geldi. Türk kökenli bir ailenin kızı olarak büyüyen Türeci, babasının bir Katolik hastanesinde cerrah olarak çalışması nedeniyle çok kültürlü bir ortamda yetişti. İstanbul kökenli olan ailesi, Türeci'nin eğitimine büyük önem verdi ve ona farklı kültürlerin iç içe geçtiği bir dünya sundu. Özlem Türeci, bu çevrenin etkisiyle kendisini bir "Prusya Türkü" olarak tanımlamaktadır.
Türeci, akademik yolculuğuna Saarland Üniversitesi'nde başladı ve burada biyoloji alanında eğitim aldı. 2001 yılında Almanya'nın Mainz kentine taşındı ve Mainz Üniversitesi Hastanesi'nde, bağışıklık sistemini kansere karşı yönlendirebilmek amacıyla genetik mühendislik teknikleri üzerine çalışmalar yapmaya başladı. Bu alanda yaptığı araştırmalar, onu biyoteknoloji dünyasında tanınan bir isim haline getirdi. Türeci, bu dönemde meslektaşı ve eşi Uğur Şahin ile birlikte 2002 yılında Ganymed Pharmaceuticals'ı kurdu. Şirket, bağışıklık sistemini kanserle savaşmak üzere tasarlanan yeni tedavi yöntemleri geliştirmek için çalışıyordu.
Ganymed'in başarısı, 2016 yılında Japon ilaç devi Astellas'a 1.3 milyar euroya satılmasına yol açtı ve bu satış, Almanya'daki tıp sektöründeki en büyük anlaşmalardan biri olarak kayıtlara geçti. Bu olay, Özlem Türeci ve Uğur Şahin çiftini Almanya'nın en zenginleri arasına soktu.
2008 yılında, eşiyle birlikte Avusturyalı immünolog Christoph Huber ile BioNTech adlı yeni bir biyoteknoloji şirketi kurdu. Başlangıçta kanser tedavilerine yönelik immünoterapiler üzerine yoğunlaşan BioNTech, 2020'de COVID-19 pandemisinin patlak vermesiyle birlikte hızla koronavirüs aşısı geliştirmeye yöneldi. Özlem Türeci, bu süreçte öncü bir rol üstlendi. Pfizer ile işbirliği yaparak, SARS-CoV-2'ye karşı geliştirilen BNT162 adlı aşı, 9 Kasım 2020'de %90'lık bir başarı oranıyla duyuruldu. Bu başarı, BioNTech'i küresel bir biyoteknoloji devi haline getirdi ve dünya çapında milyonlarca insana hayat kurtarıcı bir çözüm sundu.
Özlem Türeci, aynı zamanda Mainz Johannes Gutenberg Üniversitesi'nde dersler vermekte ve Kanser İmmünoterapi Derneği'nin (CIMT) başkanlığını yapmaktadır. Kendisinin bilimsel katkıları ve liderlik yetenekleri, onu tıp ve biyoteknoloji dünyasında önemli bir figür haline getirmiştir.