Née à Los Angeles, Gloria Mildred DeHaven est une enfant de la balle, fille de deux comédiens de vaudeville réputés. Elle fait ses débuts d'"enfant-star" à l'âge de 11 ans avec une apparition dans un des chefs-d'oeuvre de Charlie Chaplin, Les Temps modernes (1936).
Très vite engagée par la MGM, elle grandit avec la société, obtenant régulièrement des rôles dans La Femme aux deux visages de George Cukor ou Deux Jeunes filles et un marin (Richard Thorpe, 1944). Souvent utilisée dans des comédies musicales pour sa svelte silhouette, la jeune fille fait ainsi l'affiche de films comme Summer Stock (1950).
Passée les années 50, l'actrice juvénile connaît, à l'image de nombreux enfants-stars, un coup de mou qui ne cessera vraiment jamais. Elle n'apparaît quasiment plus à l'écran et se reconvertit en actrice de scène à Broadway, où elle connaît une seconde vie. On la retrouve également souvent à la télévision.
Elle apparaît ainsi dans de nombreux "soap" et autres séries policières de "Flipper" à "Mannix", avec un pic dans les années 80 où elle joue successivement dans "Les Portes du Paradis", "Pour l'amour du risque", "Falcon Crest" et surtout "Arabesque" où elle figure de manière récurrente.
