Фатиме Пехлеви родилась 28-ого октября 1928-ого года, в городе Тегеран, Персия. Её отцом был 34-ый шах Ирана, Реза-Пехлеви, а матерью четвёртая жена шаха, Эсмет Довлатшахи. Её мать происходила из древней династии Каджаров. У Фатиме было трое братьев: Абдул Реза Пехлеви, Махмуд Реза Пехлеви и Хамид Реза Пехлеви. Фатиме росла вместе с семьёй в Мраморном Дворце в Тегеране, закончила школу Анушираван Дадгар для девочек.
Во время правления сводного брата Мохаммеда Рези-Пехлеви, Фатиме содержала в городе несколько крупнейших боулинг-клубов, а также спонсировала и получала большие доли от компаний, занимающихся строительством, производством растительного масла и машиностроением. Её состояние оценивалось в 500 миллионов долларов, Фатиме была крупной миллионершей.
В 1923-ем году Фатиме познакомилась с другом её брата Абдулы, Винсентом Ли Хиллером. Вскоре между парой вспыхнули чувства, а через год они заключили брак. Свадебная церемония прошла в Итальянском городе Чивитавеккья. Однако отец Фатиме относился к этому браку отрицательно, возможно из-за обстановки в Иране. В браке Фехиме родила троих детей: сыновей Кайван и Дариуш и дочь Рану.
Рана скончалась в 1954-ом году в результате несчастного случая. Спустя пять лет после смерти дочери супруги развелись. В следствии уговоров отца Фехиме вскоре вышла замуж во второй раз. Супругом стал командующий военными силами Ирана, Мохаммада Амира Хатами-паша. В браке родились сыновья Камбиз и Рамин, а также дочь Пари. Камбизу сейчас 59 лет, Рамину 53, а Пари 58.
Во время правления шаха она носила Солнечную диадему и была первым и единственным известным человеком, который носил её. Фатиме умерла 2-ого июня 1987-ого года в Лондоне, в возрасте 58-ми лет. За всю свою жизнь была удостоена Большой звезды второго класса ордена Плеяд, а также Большим орденом «За заслуги перед Федеративной Республикой Германия».