Ha esordito come scrittrice nel 2011 con il romanzo Mia madre è un fiume, ambientato nella sua terra natale, e che racconta l'evoluzione del rapporto fra una donna e la madre anziana, affetta da Alzheimer.[1]
Nel 2013, pubblica il suo secondo romanzo, Bella mia, dedicato e ambientato all'Aquila.[5] L'opera, il cui tema è basato sul terremoto del 2009 e sulle sue conseguenze,[1] vince il Premio Brancati nel 2014.[6][7]
Il suo terzo romanzo, L'Arminuta, anch'esso ambientato in Abruzzo, ma negli anni Settanta, esce nel 2017. Il titolo è un termine dialettale, traducibile letteralmente in «la ritornata», e il libro ha come protagonista una ragazzina di tredici anni, che torna dalla madre biologica dopo essere stata abbandonata da piccola e adottata da un'altra famiglia.[8]L'Arminuta vince il Premio Campiello nello stesso anno,[2] e riscuote un notevole successo di pubblico,[8] vendendo più di 400 000 copie[9] e venendo tradotto in più di 30 lingue.[6] Dal romanzo è stato tratto, nel 2019, uno spettacolo teatrale prodotto dal Teatro Stabile d'Abruzzo,[10] mentre nel 2021 è stato distribuito nelle sale un film omonimo, diretto da Giuseppe Bonito.[11] Di Pietrantonio ha partecipato direttamente alla scrittura della sceneggiatura di quest'ultimo film, insieme a Monica Zapelli: le due hanno poi vinto il David di Donatello per la migliore sceneggiatura adattata nel 2022.[12][13]
Nel 2020, pubblica per Einaudi il suo quarto romanzo, Borgo Sud, sempre ambientato in Abruzzo e considerato il seguito de L'Arminuta, in quanto riprende le storie delle due sorelle protagoniste del precedente romanzo, diventate nel frattempo adulte.[1][5] L'opera viene selezionata fra i cinque finalisti dell'edizione 2021 del Premio Strega,[14] classificandosi al secondo posto.[15]
Nel 2023 pubblica per Einaudi il suo quinto romanzo, L'età fragile, di ambientazione ancora abruzzese[6] e incentrato sul tema della violenza di genere.[16] L'opera si aggiudica il Premio Strega Giovani[17][18] e ottiene la vittoria finale al Premio Strega.[3][9]