Gloria Mildred DeHaven nasceu em 23 de julho de 1925. Seu pai era o diretor Carter DeHaven e sua mãe a atriz de vaudeville Flora Parker.
Gloria estreou nas telas no filme Tempos Modernos (1936) de Charles Chaplin. Ela interpretava uma das irmãzinhas da personagem de Paulette Goddard e não chegou a ser creditada. Tinha apenas 11 anos na época e só foi participar de um filme novamente em 1940, quando fez uma pequena participação em Uma Mulher Original, de George Cukor.
Gloria começou a ser mais conhecida do público quando foi contratada pela MGM e passou a participar de alguns musicais e romances como Duas Garotas e Um Marujo (1944), Beije-me, Doutor (1945), Casa, Comida e Carinho (1950) e A Sombra das Palmeiras (1953). Além de atriz, ela também cantava.
Nas décadas seguintes, porém, passou a aparecer mais esporadicamente nos filmes, séries e programas de tv. Ela chegou mesmo a ter seu próprio programa de entrevistas entre 1969 e 1971. Em 1997 atuou ao lado de Jack Lemmon e Walter Matthau em Dois Parceiros em Apuros.
A atriz casou-se três vezes. Com o ator John Payne (1944 – 1950), com Martin Kimmel (1953 – 1954) e Richard Fincher (1957 – 1963 e 1965 – 1969). Gloria teve quatro filhos: Com John Payne ela teve dois , Kathleen e Thomas. E com Fincher, Harry e Faith.
Gloria faleceu em 30 de julho de 2016 em Las Vegas. Ela havia sofrido um derrame meses antes.