Reynolds' familie flyttet tilBurbank iCalifornia i 1939. I 1948 deltok hun i skjønnhetskonkurransenMiss Burbank. Dette gjorde filmselskapetWarner Bros. interessert og hun fikk arbeide hos dem.
Hennes første fremtreden i en film blevJunibruden (1948), der hun har en ikke kreditert rolle. I 1950 begynte hun å arbeide forMGM i filmer somTre små ord (1950) ogPike i korsett (1950).
Reynolds fikk sitt gjennombrudd i filmmusikalenSingin' in the Rain (1952), der hun spilte den kvinnelige hovedrollenKathy Selden og danset med Gene Kelly ogDonald O'Connor. Etter dette spilte hun i flere filmmusikaler hos MGM, deriblantJeg elsker Melvin (1953),Ungkar i fellen (1955) ogTammy (1957). I 1964 hadde hun hovedrollen iMolly Brown går aldri dukken, som førte til at hun ble nominert til enOscar. På dette tidspunktet var filmmusikaler i ferd med å bli helt umoderne iHollywood, og hennes karriere led under det.
Reynolds arbeidet også som underholder og sanger, først og fremst iLas Vegas.
Hun samlet på kostymer og andre saker med tilknytning til Hollywood ettersom hun hadde som plan å åpne et Hollywood-museum. I sitt eie hadde hun blant annet de røde skoene somJudy Garland bar iTrollmannen fra Oz (1939),Marilyn Monroes hvite kjole fraGresskar i nød og pistoler somJohn Wayne hadde benyttet. Museet kunne åpne i 1993, men måtte deretter stenge. I april 2005 åpnet museet på nytt, da iPigeon Forge iTennessee.
Reynolds var gift tre ganger: Hun ble i 1955 gift med sangeren og entertainerenEddie Fisher som hun fikk datterenCarrie Fisher, som ble skuespiller. Paret ble skilt allerede i 1959 under stor medieoppstyr, da Eddie Fisher forlot Reynolds til fordel forElizabeth Taylor, som imidlertid kort etter byttet ut Fisher medRichard Burton. Reynolds ble i 1960 gift med den da velhavende forretningsmann Harry Karl, men ble skilt igjen i 1973 etter en rekke økonomiske problemer. Reynolds giftet seg i1984 igjen med en forretningsmann, Richard Hamlett, med hvem hun kjøpte et mindre hotell ogkasino iLas Vegas. Investeringen var imidlertid en økonomisk fiasko, og etter å ha blitt skilt fra Hamlett i1996 gikk Reynolds personlig konkurs i 1997.[12]
Den 28. desember 2016 var Reynolds i sin sønn Todds hjem iLos Angeles for å planlegge begravelsen til sin datter Carrie som døde dagen før. Reynolds fikk pustebesvær og ble raskt sendt tilCedars-Sinai hospital. Hun ble sagt å ha vært i rimelig til alvorlig tilstand ved ankomst.[13] I løpet av noen timer var hun imidlertid død, og dødsårsaken ble fastsatt tilhjerneslag.[14][15] Da hun døde etterlot Reynolds seg sin sønn og sitt barnebarn,Billie Lourd.[14]
