Urodziła się w Warszawie 16 października 1917 r. w spolonizowanej rodzinie żydowskiej. Jej rodzicami byli wybitny fizyk Ludwik Wertenstein, asystent Marii Skłodowskiej-Curie, i Matylda z domu Meyer.
Maturę zdała w Gimnazjum Żeńskim im. Królewny Anny Wazówny Zboru Ewangelicko-Augsburskiego w Warszawie. Rozpoczęła studia na Wydziale Chemii Politechniki Warszawskiej, ale po półtora roku przeniosła się na ekonomię w Szkole Nauk Politycznych.
Po wojnie pracowała w Kursie Przysposobienia Filmowego, przekształconym w Państwową Wyższą Szkołę Filmową w Łodzi, i w Wytwórni Filmów Dokumentalnych w Warszawie. W latach 1953–1967 wyreżyserowała dziesięć filmów dokumentalnych, kilka powstało na podstawie jej scenariuszy. Współpracowała z „Polską Kroniką Filmową”. Po wojnie wstąpiła do Polskiej Partii Robotniczej. Należała do polskiego PEN Clubu.
Od 1966 r. niemal do końca życia zatrudniona była w redakcji miesięcznika „Kino”. Przełożyła z języka angielskiego wiele prac filmoznawczych, jak: Chaplin: jego życie i sztuka Davida Robertsona, Teoria filmu Siegfrieda Kracauera i Film jako sztuka Rudolfa Arnheima. Jest autorką monografii Zespół filmowy „X” (1991) i redaktorką antologii Wajda mówi o sobie: wywiady i teksty (1991).
W „Roczniku Podkowiańskim” (nr 4) ukazał się jej dziennik okupacyjny, który daje szczegółowy obraz życia codziennego w Turczynku, w Podkowie Leśnej i na Stawisku, a także autoanalizę psychologiczną samej autorki. „Czy naprawdę jestem tak cyniczna? – zastanawiała się na kartach dziennika. – Czy to poza? Na pewno trochę jedno i drugie. […] A przede wszystkim nie tracić «twarzy». Tylko duma, honor i odwaga mogą nam ułatwić wytrwanie”. W późnych latach miała ogromny dystans do swojej ówczesnej naiwności i lekkomyślności.
Po wojnie Wanda Wertstenstein była związana z Wawrzyńcem Żuławskim (1916–1957), kompozytorem, pisarzem i alpinistą. Miała z nim syna, socjologa Jerzego Wertenstein-Żuławskiego (1947–1996).
Zmarła w Warszawie 16 września 2003 roku. Pochowana została na Cmentarzu Powązkowskim.