Esther Walz erhält ihre Ausbildung an der Academy of Jewelry Art in New York sowie an der Parson's School of Design in New York, wo sie anschließend Kostümbild studiert. Ihr Filmdebüt gibt sie 1980 mit Peter F. Bringmanns Roadmovie "Theo gegen den Rest der Welt" mit Marius Müller-Westernhagen. In den Folgejahren arbeitet die viel beschäftigte Kostümbildnerin unter anderem als Assistentin von Gabriella Pescucci an "Der Name der Rose" (1986) und zeichnet für die Requisite von Wim Wenders' "Der Himmel über Berlin" (1986) verantwortlich.

Die gleichermaßen für Fernsehfilme, Werbung und Kinoproduktionen engagierte Esther Walz ist in unterschiedlichsten Genres beheimatet und sowohl an zeitgenössischen Produktionen wie Dominik Grafs "Spieler" (1990) und Wenders' "In weiter Ferne, so nah!" (1993), als auch fantastischen Stoffen wie der Science-Fiction-Komödie "Die Sturzflieger" (1995) mit Götz George und Enki Bilals artifiziellem "Tykho Moon" (1996) beteiligt. Von 2006 bis 2008 wirkte Walz auch an Inszenierungen des Schauspielhauses Bochum mit, für die Leinwand entwarf sie in den folgenden Jahren unter anderem die Kostüme für "Elementarteilchen" (2006), "Lulu & Jimi" (2009) und "Die Quellen des Lebens" (2013), alle drei von Regisseur Oskar Roehler, für Sönke Wortmanns Historienfilm "Die Päpstin" (2009), für Lars Kraumes in naher Zukunft angesiedelte Dystopie "Die kommenden Tage" (2010), die internationale Koproduktion "Confession" (2012) und Edward Bergers vielfach preisgekröntes Kinderdrama "Jack" (2014). Für Werner Herzog gestaltete sie das Kostümbild für "Salt and Fire" (2016).

Auch fürs Fernsehen arbeitete Walz immer wieder, so etwa bei dem Krimi "Lena Fauch und die Tochter des Amokläufers" (2012), dem Drama "Mein Mann, ein Mörder" (2013) und dem prominent besetzten Historien-Mehrteiler "Charité" (2017).

Für den TV-Zweiteiler "Die Schatzinsel" (2007) wurde sie gemeinsam mit Kollege Thomas Stammer in der Kategorie "Beste Ausstattung" für den Deutschen Fernsehpreis 2008 nominiert. 2010 folgte für "Die Päpstin" eine Nominierung in der Kategorie "Bestes Kostümbild" für den Deutschen Filmpreis, 2016 gefolgt vom Gewinn dieser Auszeichnung für ihre 1950er-Jahre-Kostüme zu Lars Kraumes "Der Staat gegen Fritz Bauer". Erneut für den Deutschen Filmpreis nominiert wurde Walz für Kraumes folgende Kinoarbeit "Das schweigende Klassenzimmer" (2018), die in der DDR und ebenfalls in den 1950ern spielt.