S-a născut pe 9 noiembrie 1914 în Austria, cu numele real de Hedwig Ava Maria Kiesler într-o familie bogată din Viena. Tatăl ei era bancher iar mama, pianistă.
Datorită frumuseții ei este remarcată și ajunge o actriță foarte apreciată în studiourile MGM, în perioada de aur a cinematografului american. Despre primele ei filme nu se mai știu multe lucruri. În 1933 joacă rolul principal într-un film catalogat la vremea respectivă "pentru adulți" (Ecstasy, în regia lui Gustav Machaty), în care o foarte tânără soție descoperă că soțul ei este un om rece și distant. Deși extrem de bogat, femeia îl părăsește pentru un inginer de vârstă apropiată, alături de care își găsește împlinirea erotică. Din cauză că Hedy apare în câteva scene înotând sau călărind goală, și datorită unei scene erotice mai explicite, în care de fapt erau filmate doar chipurile actorilor, filmul a fost cenzurat, tăiat, bucățălit, pentru a putea fi difuzat în societatea puritanistă a vremii.
De altfel, faima filmului s-a stins relativ rapid, dat fiind că a fost unul dintre ultimele pelicule ale erei filmului mut. Ghinionul ei a fost că în anul lansării filmului s-a căsătorit cu un bărbat care a făcut tot posibilul să cumpere cât mai multe copii ale peliculei pentru ca aceasta să nu mai poată fi difuzată, iar mai târziu, în memoriile sale, povestește despre cât de posesiv era primul ei soț. Fritz Mandl era al treilea cel mai bogat austriac al vremii și făcea comerț cu arme. A avut contacte solide cu oficiali germani și italieni, chiar dacă era pe jumătate evreu și i-a vândut arme chiar lui Mussolini. Cum se comporta foarte posesiv cu Hedy, aceasta nu a avut altă cale decât divorțul pentru a putea să joace în continuare.
Dar nu a divorțat oricum, ci pur și simplu și-a făcut o bună prietenă din camerista ei și într-o seară l-a rugat pe Fritz să-i lase plăcerea de a cina cu toate bijuteriile pe ea. După cină și-a luat camerista și, deghizată, a fugit la Paris împreună cu aceasta.
Ulterior divorțului îl întâlnește pe Louis B. Mayer (unul din cei trei fondatori ai studiourilor hollywoodiene Metro Goldwyn Mayer) care vede în ea o a doua Garbo. Tot el este cel care îi inventează numele de scenă care o va consacra.
Hedy era de statură mijlocie dar avea trăsături perfecte ale feței, ceea ce o recomandă pentru rolurile de femeie fatală și o pune să dea replica unor actori celebri precum Clark Gable, Spencer Tracy, William Powell. Jocul natural, adeseori foarte bine accentuat prin mimică și gesturi - datorită școlii de actorie făcută pe vremea filmului mut, când doar prin mimică și gesturi trebuia să transmiți emoții, îi asigură o carieră artistică lungă, deși presărată cu unele greșeli, ca de exemplu refuzul rolurilor principale din
Cassablanca și
Lumina de gaz, care au făcut-o, astfel, celebră pe Ingrid Bergman.
De-a lungul vremii își construiește o reputație de actriță cu care se lucrează greu și care nu stă mult timp măritată (a fost căsătorită de 6 ori). A avut doi copii, cu cel de-al treilea soț, actorul John Loder. În ultimii ani ai vieții a trăit retrasă la reședința sa din Orlando, Florida. A murit pe 19 ianuarie 2000, la 86 de ani.
Principalele filme în care a jucat au fost:
Ecstasy, Algiers, Ziegfeld Girl, Heavenly Body, Samson and Delilah, My Favourite Spy.
