Virginia Fox est née à Wheeling, en Virginie-Occidentale (bien que sa pierre tombale indique à tort Charleston, W.Va. comme lieu de naissance), fille de Marie (née Oglseby) et de Frederick Fox. Pendant ses vacances du pensionnat, Fox s'est rendue en Californie pour rendre visite à une amie à Los Angeles. Les deux jeunes femmes ont fait une halte improvisée au studio de Mack Sennett, où elle a été engagée sur-le-champ comme danseuse en maillot de bain dans les films du studio. Fox a ensuite joué les rôles principaux dans de nombreux premiers films de Buster Keaton, notamment le très apprécié "Neighbors" de 1920.
En 1924, elle a épousé le producteur de cinéma Darryl F. Zanuck, avec qui elle a eu trois enfants : Darrylin (née en 1931), Susan Marie (1935–1980) et Richard Darryl (1934–2012). Fox s'est retirée du cinéma, mais elle était réputée pour son influence en coulisse sur les décisions commerciales de son mari. Le couple s'est séparé en 1956 en raison des aventures du magnat du studio avec d'autres femmes, bien qu'ils ne se soient jamais divorcés légalement ; cependant, selon les biographes de Zanuck, elle l'a soigné à leur domicile à partir du moment où il a commencé à être atteint de troubles mentaux au début des années 1970 jusqu'à sa mort en 1979. Elle a été inhumée près de Darryl Zanuck au cimetière Westwood Village Memorial Park à Westwood, Los Angeles.
Contrairement à certains récits trouvés sur Internet, Virginia Fox n'était pas apparentée à William Fox, dont le nom est préservé dans la société 20th Century Fox, que Darryl Zanuck a créée et dirigée pendant des décennies. William Fox a fondé les Fox Studios, mais en avait perdu le contrôle au moment où Zanuck l'a acquis et l'a fusionné dans son propre empire.
