Applebaum är mest känd för boken Gulag: de sovjetiska lägrens historia (GuLag: A History) 2003, för vilken hon fick bland annat 2004 års Pulitzerpris. Hon skrev därefter de uppmärksammade böckerna Järnridån, om Östeuropa decenniet efter andra världskriget, och Röd hungersnöd om svältkatastrofen i Ukraina på 1930-talet, Holodomor. I böckerna Demokratins skymning och Autokrati AB behandlar hon demokratins ställning idag.
Tidigare har hon utgivit Between East and West (1996) för vilken hon erhöll Adolph Bentincks pris. Hon har regelbundet skrivit för The Washington Post.
Appelbaum, som är av judisk härkomst, är gift med den förre polske försvarsministern, utrikesministern och talmannen Radosław Sikorski med vilken hon har två söner. Hon talar förutom engelska även flytande franska, polska och ryska. Hon blev polsk medborgare 2013.