Née à Santa Monica, en Californie, le 4 juillet 1910, Gloria Stuart signe son premier contrat avec Universal Studios en 1932. Elle est appréciée du réalisateur
James Whale, qui la fait jouer dans Une soirée étrange (en 1932), ainsi que (en 1933) The Invisible Man et The Kiss Before The Mirror. Sa carrière ne démarre pas rapidement, elle se tourne donc vers
20th Century Fox. Dans les années 1930, elle joue aux côtés de
Lionel Barrymore,
Kay Francis,
Claude Rains, Raymond Massey,
Paul Lukas,
John Boles,
John Beal et
Shirley Temple. Elle joue dans quelques films dans les années 1940 et décide de travailler pour le syndicat des acteurs américains. Après trente ans hors de l'écran, elle paraît dans un film télévisé de 1975 intitulé La légende de Lizzie Borden. En 1982, elle joue dans le film My Favourite Year.
Gloria Stuart atteint la célébrité à un âge avancé : elle est surtout connue pour son rôle de Rose DeWitt Bukater (Rose âgée) dans le film
Titanic de 1997, où elle obtient une nomination pour meilleure actrice dans un second rôle aux Oscars du cinéma.
Kim Basinger, beaucoup plus jeune, remporte alors le prix. Ses talents sont ensuite sollicités dans la série Arabesque en 2001 et dans la série Land Of Plenty en 2004.
Depuis l'an 2000, une étoile porte son nom sur le Hollywood Walk of Fame. Le 19 juin 2010, la Guilde des acteurs de cinéma (The Screen Actors Guild - SAG) rend hommage à sa longue carrière.
Le 4 juillet 2010,
James Cameron, le réalisateur du film
Titanic, préside (en présence de son épouse,
Suzy Amis, et de plus de cent invités, dont notamment :
Frances Fisher,
Shirley MacLaine et Tom Arnold) la fête du centième anniversaire de naissance de Gloria Stuart, celle qui demeure la « Rose du Titanic » et la personne ayant été mise en nomination pour un Oscar à l'âge le plus avancé jusque là (87 ans en 1997). Le 22 juillet, l'Académie des arts et sciences du cinéma (The Academy of Motion Picture Arts and Sciences- AMPAS) lui rendent hommage par un programme d'extraits de films et de conversation entre elle et l'historien du cinéma
Leonard Maltin.
Elle meurt le 26 septembre 2010, à Los Angeles, à l'âge de 100 ans, des suites d'un cancer du poumon, diagnostiqué cinq ans auparavant, après avoir survécu à un cancer du sein.