生于美国马萨诸塞州剑桥镇，是Walter和Cornelia James Cannon五个孩子中的一个。其父Walter B. Cannon在二十世纪初任哈佛大学生理系主任三十六年。与费正清结婚前叫做Wilma Denio Cannon。

1931年从哈佛拉德克利夫女子学院（Radcliffe College）艺术史系毕业。

1932年独自一人去北平与未婚夫费正清结婚，在中国期间与建筑学家梁思成、林徽因夫妇等结为好友。夫妇二人的中文名字便是梁思成所取。

1936年回到家乡马萨诸塞州剑桥，成为一名教授夫人。

1941年秋当费正清被美国政府征召时，夫妇二人前往美国首都华盛顿。

1942年1月起任美国国务院文化关系司对华关系处文官。尽管在二战期间丈夫被派往中国，费慰梅一直在华盛顿工作，直到1945年5月被派往中国任美国驻华大使馆文化参赞，先在重庆，后来去了南京。当她两年后离开中国时，夫妇二人已经收养了两个女儿Holly和Laura。返回美国后，费慰梅坚持研究和写作。