Elle débute à Broadway en 1949 et accède à la célébrité avec "Le train sifflera trois fois" (1952), puis s'impose dans "Mogambo" (1953) de Ford, où elle parvient à s'affirmer face à Ava Gardner et Clark Gable. Puis Alfred Hitchcock trouve en elle son interprète de prédilection : "Le crime était presque parfait" (1954), "Fenêtre sur cour" (1954). En 1955, elle tourne "La Main au collet", comédie policière dont le tournage s'effectue sur la Côte d'Azur. Elle y rencontre le prince Rainier de Monaco, et devient, le 19 avril 1956, Grace de Monaco.

De cette union sont nés la Princesse Caroline (le 23 janvier 1957), le Prince Héréditaire Albert (le 14 mars 1958) et la Princesse Stéphanie (le 1er février 1965).

Le 14 septembre 1982, la princesse Grace de Monaco succombe, à l'âge de 52 ans, aux blessures qu'elle avait subies la veille dans un accident de voiture sur une route montagneuse en retournant à Monte-Carlo.

Le 6 avril 2005, le prince Rainier III de Monaco décède à l'âge de 81 ans après un règne de plus de 55 ans, d'une longévité inégalée en Europe, sur le trône de la principauté auquel accède de facto son fils, le prince régent , désormais Albert II. À 47 ans, le prince Albert, depuis longtemps initié à la gestion des affaires, succède à Rainier III, qui avait accédé au trône à l'âge de 26 ans, en 1949, il prend de facto les rênes du pouvoir à la mort de son père.