Shirley MacLaine nasce a Richmond, Virginia, USA, il 24 aprile 1934, da genitori insegnanti. A causa dei problemi alle anche, di cui soffriva Shirley da bambina, la madre la iscrive a una scuola di danza classica, che pratica per anni con passione. Col tempo, però, decide di non essere adatta al ballo classico, a causa della sua altezza, quindi si trasferisce a New York, dove cerca di diventare una ballerina per Broadway, ottenendo un ruolo in sostituzione di Carol Haney, che si era fratturata l'anca. Pochi mesi dopo, con la Haney ancora infortunata, il produttore cinematografico Hal B. Wallis nota la MacLaine durante uno spettacolo e le propone un contratto con la Paramount Pictures. Più avanti, la causa della MacLaine verso Wallis per delle dispute contrattuali chiuderà il processo di rinnovamento del controllo degli attori dello Studio System degli anni d'oro.
Shirley debutta al cinema nel '55 nella commedia dark La congiura degli innocenti, diretta da Alfred Hitchcock, che le vale un Golden Globe come Migliore star dell'anno. Nel '56 ha una figlia con l'allora marito Steve Parker: Sachi Parker, anche lei attrice. Lo steso anno ha una parte ne Il giro del mondo in ottanta giorni, adattamento del romanzo di Giulio Verne diretto da Michael Anderson, nel quale recitavano anche David Niven, Cantinflas e Robert Newton. Poco dopo lavora con l'italiano Vincente Minnelli nel romantico Qualcuno verrà (1958), come coprotagonista con Frank Sinatra, ruolo per il quale riceve la prima nomination agli Academy Awards. Riceve invece la seconda nomination due anni dopo, per il ruolo che sarà il più importante della sua carriera, cioè Fran Kubelik nella commedia romantica di Billy Wilder L'appartamento (1960), vincitore di ben cinque premi Oscar tra i quali Miglior film, Miglior regia e Miglior Sceneggiatura. Anche Jack Lemmon, costar del film, riceve una nomination. Il film diventa presto un classico della commedia anni '60, ed è tuttora molto conosciuto - detiene il 92# posto nella Top 250 di IMDb. Più tardi la MacLaine dichiara di essere stata sicura di aggiudicarsi l'Oscar, finché Elyzabeth Taylor non ha subito una tracheotomia. Altra curiosità, lo stesso anno appare nel ruolo non accreditato di ragazza brilla nella commedia Ocean's Eleven di Lewis Milestone, della quale è stato prodotto un remake da Steven Soderbergh nel 2001.
Negli anni successivi ritorna nel dramma di William Wyler Quelle due (1961), con Audrey Hepburn, ed è nuovamente nominata agli Academy per Irma la dolce (1963), nel quale si riunisce a Jack Lemmon e Billy Wilder. Nel 1970 partecipa al western di Don Siegel Gli avvoltoi hanno fame, con Clint Eastwood, che ottiene un certo successo. Nel 1975 è invece nominata agli Academy per Miglior Documentario con The Other Half of the Sky: A China Memoir, da lei diretto con Claudia Weill. Due anni dopo invece è nominata come Miglior attrice insieme a Anne Bancroft per Due vite, una svolta (1977) di Herbert Ross - le nomination sono undici in totale, ma non se ne aggiudica neanche uno. Nel film la MacLaine interpreta la parte di una ballerina in pensione, che richiama la sua vita personale. Nel '79 è nel cast del drammatico di Hal Ashby Oltre il giardino, tentativo di Peter Sellers di redimersi. Finalmente nel '83 riesce ad aggiudicarsi il premio con Voglia di tenerezza, drammatico diretto da James L. Brooks con Jack Nicholson, anch'egli premiato dall'Academy.
Dagli anni '90 a oggi l'attrice ha continuato a lavorare in ottime produzioni, quali Fiori d'acciaio (1989), con Daryl Hannah; Conflitti del cuore (1996), con Bill Paxton e Juliette Lewis; e più recentemente in Vita da Strega (2005) con Will Ferrell e Nicole Kidman; Vizi di famiglia (2005) di Rob Reiner, con Jennifer Aniston e Kevin Costner; In her shoes - se fossi in lei (2006), di Curtis Hanson, con Cameron Diaz e Toni Collette, e il drammatico Closing the Ring (2007), ultimo lavoro di Richard Attenborough, con Christopher Plummer. Nel 2000 ha inoltre debuttato alla regia con la commedia Bruno - non distribuita in Italia - nella quale anche recita. Ora è al cinema con Appuntamento con l'amore (2010), diretto da Gary Marshall, con Jessica Alba, Kathy Bates e Bradley Cooper. In onore alla sua carriera le è stata conferita una stella nella Hollywood Walk of Fame, al 1165 di Vine Street.
1984 Premio Miglior attrice protagonista per Voglia di tenerezza
1978 Candidatura Miglior attrice protagonista per Due vite una svolta
1976 Candidatura Miglior documentario per The Other Half of the Sky: A China Memoir
1964 Candidatura Miglior attrice protagonista per Irma la dolce
1961 Candidatura Miglior attrice protagonista per L'appartamento
1959 Candidatura Miglior attrice protagonista per Qualcuno verrà
2009 Candidatura Miglior attrice (Miniserie o film per la tv) per Coco Chanel
2006 Candidatura Migliore attrice non protagonista per In Her Shoes - Se fossi lei
2003 Candidatura Miglior attrice (Miniserie o film per la tv) per Hell on Heels: The Battle of Mary Kay
1998 Premio Premio speciale Cecil B. DeMille
2017 Recitazione
2013 Recitazione
2010 Recitazione
2008 Recitazione
Ho fatto così tanti film nei quali interpreto una prostituta, che ormai non mi pagano più normalmente. Mi lasciano i soldi sul comodino.
E' inutile provare a far ragionare una persona quando è innamorata, ubriaca o in campagna elettorale.
La coppia composta da Peter Dinklage e Shirley MacLaine sarà protagonista del film American Dreamer, ispirato a una storia vera.
In una scena di Pane e tulipani c'è un omaggio ad una sequenza de L'appartamento in cui le parole di Shirley MacLaine vengono ripetute da Marina Massironi.
Nel suo film capolavoro L'appartamento Billy Wilder racconta il dilemma fra carriera e sentimenti, firmando una delle migliori commedie romantiche nella storia del cinema.
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