Mary Astor föddes i Quincy i Illinois. Efter att ha vunnit en skönhetstävling fick hon kontrakt i Hollywood redan som 14-åring. Hon nådde tidig framgång genom att spela mot John Barrymore i filmer som Den sista kavaljeren (1924) och Don Juan (1926). Hennes framgångar fortsatte när talfilmen slog igenom i slutet av 1920-talet.
År 1936 började dock hennes karriär dala, men då blev hon indragen i en skandal. I samband med skilsmässan från sin dåvarande make blev delar av hennes dagbok publicerade i tidningar över hela världen. I dagboken fanns hennes affär med dramatikernGeorge S. Kaufman beskriven. Hon vägrade dock att be om ursäkt för sin utomäktenskapliga affär, och hennes karriär fick fart på nytt.
Mary Astor medverkade i bland annat Varför byta männen hustru (1936) och Fången på Zenda (1937) och de båda filmernas framgångar övertygade filmbolagen om att hon ännu var en skådespelare värd att satsa på.
Under 1950-talet avtog Mary Astors framgångar på film; hon nådde istället framgång på scenen och på tv. År 1959 publicerade hon sina memoarer, My Story. Där beskriver hon sina många personliga problem inklusive sina alkoholproblem. Boken blev en bästsäljare, trots att hennes filmkarriär knappt nämns i boken.
På grund av hjärtproblem tvingades Mary Astor i mitten av 1960-talet sluta arbeta som skådespelare. Hon började skriva romaner, och 1971 publicerade hon en ny memoarbok, A Life on Film, som även den blev en bestseller. För sina insatser inom film har hon tilldelats en stjärna på Hollywood Walk of Fame vid adressen 6701 Hollywood Blvd.[1]