雷瑜1903年出生于湖南宝庆（今邵阳市）一户小康人家。1922年抗婚出走，在二哥的支持下，考入国立北京女子高等师范学校附设补习学校。1923年秋，考入北京女子高等师范学校文理预科（后改为女子师范大学）。
1924年至1925年，雷瑜领导参与串连发动震惊全国的反对女师大校长无理开除学生和教育部勒令女师大停办潮。斗争中，领导虽多次被当局指使的暴徒打伤，仍坚持斗争，直至取得复校的胜利。1926年2月，加入中国共产党。
在北京“三一八”反帝游行示威请愿斗争中，雷瑜不顾反动军警的镇压，与刘和珍、杨德群等一道走在游行队伍的最前面，以抗议段棋瑞政府卖国罪行和反动暴行。惨案发生后，雷瑜立即发表《哭德群》的文章，声讨“惨无人道的帝国主义者和其走狗”，表达“以身殉国”的决心。
1926年9月，雷瑜奉北方区委派遣。到莫斯科中山大学学习。
1928年秋雷瑜回国到武汉从事地下工作。雷瑜按党的安排化名刘李氏，与一个化名刘顺民的男同志扮成夫妻，租居在汉口的楚善里。雷瑜曾先后从事掩护来往的同志，印刷革命刊物，做妇女和学生工作、散发革命传单、为红军筹集枪弹、药品等。1929年9月，雷瑜被国民党特务发现跟踪。9月19日，雷瑜等二人同时在住地被捕。
被捕后，敌人对雷瑜多次酷刑逼供，一无所获。叛徒奉命劝雷瑜“自新”，被她狠狠打了一记耳光。
雷瑜，后被判无期徒刑，关押在武昌第一分监狱。在狱中，雷瑜团结难友，继续同敌人进行斗争。
1930年9月26日雷瑜被反动当局以“私设机关，计划暴动，纠众会议，谋危党国”的罪名枪杀。