Кинокарьера Глории Грэм началась в 1944 году, после того, как её заметил соучредитель компании «MGM» Луис Б. Майер, во время её бродвейского выступления. Глория сменила фамилию Холвард на Грэм и дебютировала в фильме «Blonde Fever (Взбалмошная блондинка)». В 1946-ом году Глория Грэм снялась в фильме «It's a Wonderful Life (Эта замечательная жизнь) ». Кинокритики так расхвалили молодую звезду, что она расторгла контракт с «MGM Studio», поскольку там было мало возможностей для дальнейшего роста ее карьеры, и заключила новый контракт, с компанией «RKO Studio».
Спустя год актриса покинула «MGM» и подписала контракт с «RKO». В 1947 году за роль в фильме «Перекрестный огонь» она была номинирована на «Оскар» как «Лучшая актриса второго плана». В 1950 году Глория Грэм получила хорошие отзывы за роль Лорел Грэй в нуаре «В укромном месте», а в 1952 году стала обладательницей премии «Оскар» за роль Розмари Бартлоу в «Злых и красивых».
В дальнейшем актриса снилась в таких фильмах, как «Сильная жара» (1953), «Не как чужой» (1955), «Оклахома!» (1955) и других. К концу 1950-х Глория Грэм постепенно стала возвращаться на театральную сцену, потому что из-за её тяжёлого характера многие режиссёры не хотели брать её в свои картины.
После этого в карьере Глории Грэм наступил спад и она уехала в Англию и 1960—1970-е годы она в основном играла в театре, либо работала на телевидении, довольствуясь при этом лишь редкими незначительными ролями в кино.
За свой вклад в киноиндустрию Глория удостоена звезды на Голливудской аллее славы по Голливуд-бульвар 6522.
Личная жизнь
Глории Грэм была красива и сексуальна, она четырежды выходила замуж, и у нее было четверо детей. Первый брак со Стенли Клементсом (1945-1948) был бездетным, во время второго брака с Николасом Рэем (1948-1952) родился один ребенок, в третьем браке с телевизионным продюсером Саем Ховардом (1954-1957) – было одно чадо и от четвертого брака с Энтони Рэем (1960-1974) – двое детей, но каждый брак заканчивался разводом.
В 1981 году Глория Грэм потеряла сознание и упала прямо на репетиции во время своих британских выступлений. Вскоре она была отправлена в Нью-Йорк, где у ней диагностировали рак груди. 5 ноября 1981 года в возрасте 57 лет Глория Грэм скончалась. Её похоронили на мемориальном кладбище в пригороде Лос-Анджелеса.