日本神戶市出生，津田塾大學畢業後，獲得傅爾布萊特獎學金赴美深造，1968年取得威斯康辛大學麥迪遜分校人類學博士學位，現為威斯康辛大學麥迪遜分校人類學系William F. Vilas講座教授，亦為美國文理科學院（American Academy of Arts and Sciences）正會員。
大貫惠美子赴美後先研究底特律城的中國社區歷史，繼而研究遷居北海道的庫頁島愛奴人（Ainu），在此過程中出版了三本著作。當她了解到研究「記憶文化」（memory culture）的侷限性之後，便將焦點轉向日本，撰寫了Illness and Culture in Contemporary Japan（日本人的疾病觀，1984），這是她第一本關於日本研究的著作。
這次研究使她提出一個觀點：只研究一群人在某一特定時間點的行為，不可能真正了解他們的生活方式。因此，她後來的研究，都著眼於長時期的日本歷史，以瞭解「文化如何歷經時間而演變」（culture through time）。研究重點則聚焦於各種日本人的認同象徵，如「米」與「猴子」，而且將它們置於宏觀的的社會政治脈絡下觀察，並採取比較的觀點。
大貫惠美子近年的研究主題是關於「櫻花」這個象徵符號。她發現從19世紀末至二次世界大戰，政府為自己的目的，如發動戰爭以及擴張帝國，操弄了長久以來為日本人珍愛的象徵──櫻花，特別是與櫻花有關的民俗美學，使國民在沒有警覺的狀況下受到軍國主義的吸引。此研究見諸她最近的兩本書，2002年的《被扭曲的櫻花：美的意識與軍國主義》、2006年的《神風特攻隊日記》。她持續以歷史的與泛文化的觀點探索象徵的作用與民俗美學的一般理論，並顯示「文化觀念」必須如何歷史化，而不是完全棄置。
她以英文撰寫的書籍都以日文重寫（本書由2003年日文版翻譯），以回饋日本本國同胞，包括《日本人の病気観：象徵人類學的考察》、《コメの人類學》、《学徒兵の精神誌：「与えられた死」と「生」の探求》（以上由岩波書店出版）、《日本文化と猿》（平凡社）、《思想の身体―死の巻》（共同著作，春秋社）。她的書籍也被翻譯為其他語言，包括義大利文、韓文、波蘭文，及俄文。