Szülei: William Middleton ausztrál születésű eladó és Marie DeCarlo (1903–1993) francia színésznő volt. Édesanyja 1919-ben megszökött otthonról, hogy balerina lehessen. Édesapja 1925-ben otthagyta a családot. Ezt követően az olasz nagyszülőkkel élt; Michael DeCarlo-val (1873–1954) és a skót származású Margaret Purvis-sal. Táncolni tanult, majd több kanadai városban lépett fel. Innen szerződtették Hollywoodba. 1942-től szerepelt filmekben. 1960-ban csillagot kapott a Hollywood Walk of Fame-en.
Egzotikus szépsége „a végzet asszonya” (femme fatale) szerepkörére utalta, humora és drámai tehetsége azonban áttörte korlátait. Ismert alakítása a Salome (1945) címszerepe volt.
Magánélete
1955–1973 között Bob Morgan (1916-1999) amerikai filmkaszkadőr volt a férje.