Les parents de Frances Ethel Gumm, Frank et Ethel Gumm, ont été acteurs de variétés avant que son père devienne le gérant du seul cinéma de la ville. Judy y fait ses débuts sur scène, entre deux films, avec ses deux sœurs aînées, Mary Jane et Virginia, accompagnées par leur mère au piano. À trois ans, elle interprète « Jingle Bells » sur la scène. En 1927, la famille Gumm déménage en Californie à Lancaster à la recherche d'un climat plus favorable car Frances Ethel est sujette à des allergies. La famille sillonne les grandes villes américaines et en 1934, les Gumm Sisters se produisent à l'Exposition universelle de Chicago. C'est là que Georges Jessel, la vedette du spectacle, conseille à la jeune Frances d'opter pour le pseudonyme de Garland. Un an plus tard, la jeune starlette changera également son prénom, emprunté à une chanson à succès « Judy ». Elle commence sa vraie carrière en solo après le mariage d’une de ses sœurs et se produit au Lake Tahoe où elle est remarquée par la critique. Un dépisteur de talent suggère à sa mère de lui faire faire du cinéma. En 1934, elle prend Al Rosen comme agent et compte parmi ses admirateurs le réalisateur Joseph L. Mankiewicz. Tous les deux réussiront à la présenter à la MGM.
Ainsi à 13 ans, en 1935, elle passe une audition devant Louis B. Mayer, patron de la Metro-Goldwyn-Mayer, qui lui offre un contrat sans passer de bout d’essai. La même année, elle perd son père, une mort qui la marquera profondément. Judy rejoint les bancs de classe de la MGM aux côtés des enfants stars de la MGM, Lana Turner, Jackie Cooper, Mickey Rooney, Freddie Bartholomew et Deanna Durbin. En 1936 à l'occasion de sa première apparition dans un court-métrage, sa voix attire l'attention du public dans Every Sunday avec Deanna Durbin. Judy Garland fait une incursion dans les studios de la 20th Century Fox pour son premier long métrage Pigskin Parade, et à quinze ans, elle se fait remarquer dans The Broadway Melody of 1938, film dans lequel elle chante « Dear Mr. Gable, you made me love you » devant une photographie de Clark Gable, chanson qu’elle avait déjà interprétée en l’honneur de l’anniversaire de la star de la MGM. C’est le compositeur Roger Edens, ami de Judy qui compose la chanson.
Judy tourne dans quelques films familiaux, chers à Louis B. Mayer, où elle chante. En 1939, avec son rôle de Dorothy dans Le Magicien d'Oz, elle est propulsée, à 17 ans, au rang de star. Ce rôle fut proposé en premier lieu à la star de la Twentieth Century Fox, Shirley Temple, mais la MGM ne put l’obtenir et après avoir envisagé Deanna Durbin, elle donna à Judy le rôle par défaut. Elle y chante la chanson qui sera oscarisée et qui allait tout au long de sa carrière devenir son cheval de bataille, Over the Rainbow. Elle-même remporte l’Oscar spécial de la meilleure des jeunes actrices de l’année. Le film deviendra l'un des plus vus de l’histoire du cinéma grâce à ses passages à la télévision drainant des millions de spectateurs, la licence ayant été cédée à C.B.S., en 1956.
Elle enchaîne avec Place au rythme avec Mickey Rooney, qui rapportera deux millions de dollars uniquement aux États-Unis, le soir de la première du film, c’est la consécration, elle appose ses empreintes au Grauman's Chinese Theatre. Le duo Judy Garland - Mickey Rooney formé par la MGM devint le couple à succès des films musicaux du studio. Après leur premier film, Thoroughbreds Don't Cry (ils devinrent tout de suite de très bons amis), ils tourneront huit films ensemble. Outre les trois films de la série Andy Hardy, ils jouent ensemble dans Place au rythme, En avant la musique, Débuts à Broadway, films de Busby Berkeley et Girl Crazy de Norman Taurog. Ils se retrouveront une dernière fois en 1948 dans Ma vie est une chanson également de Norman Taurog.
En 1940, Judy est l’une des dix vedettes les plus populaires au box-office, la seule femme à faire partie de ce palmarès avec Bette Davis. C'est à cette époque qu'elle devient toxicomane. Étant déjà habituée aux médicaments (ayant un solide appétit, sa mère l'obligeait à en prendre pour qu'elle garde la ligne), la situation empire lorsque les studios lui prescrivent des amphétamines, afin qu'elle garde la forme et supporte mieux les nombreuses heures de tournage. Mais cela la rend insomniaque et elle doit alors y ajouter des barbituriques pour l'aider à dormir. Sa santé va rapidement se dégrader. Pendant le tournage de Little Nellie Kelly où, selon la publicité de l’époque, elle joue sa première scène d’amour, elle annonce ses fiançailles avec le musicien David Rose, ex-mari de Martha Raye. Malgré le désaccord de sa mère et de Louis B. Mayer (qui suit de près sa carrière et sa vie privée), Judy épouse David Rose le 10 juin 1941.
Elle apparaît ensuite dans de nombreuses comédies musicales à succès produites par la MGM, La Danseuse des Folies Ziegfeld, Lily Mars vedette, Girl Crazy, Parade aux étoiles, et les célèbres Le Chant du Missouri (Meet Me in St. Louis, 1944) et Parade de printemps (1948), deux productions du maître de la comédie musicale MGM, Arthur Freed. Freed, entouré d’une équipe de créateurs, « la Freed Unit », produisit la plupart des films de Judy au sein de la MGM. Il produisit également les plus prestigieuses comédies musicales de l’époque et recruta un jeune débutant de Broadway, Gene Kelly, en 1942 pour en faire un partenaire de Judy dans Pour moi et ma mie. C’est lui qui engagea Vincente Minnelli, alors connu comme directeur artistique de revues à grand spectacle, afin de réaliser son premier film, Un petit coin aux cieux.
Freed réunira Minnelli et Garland pour le film Le Chant du Missouri (Meet Me in St. Louis). Pourtant au départ réticente au projet, Judy y compose un de ses rôles les plus attachants. Le film libère le musical des conventions héritées de la scène de Broadway; les couleurs aux tons pastels, la réalisation évitant la mièvrerie du sujet et les chansons font du film un succès critique et populaire. Minnelli et Garland tombèrent amoureux pendant le tournage et cette fois avec l’approbation des studios MGM. Judy l'épousa au mois de juin 1945 (elle avait divorcé de David Rose en 1944). Sa première fille Liza naîtra l’année suivante. Elle fit trois autres films avec le duo Freed-Minnelli, L'Horloge un de ses rares films non musical, Ziegfeld Follies film à sketches5 et enfin Le Pirate où elle retrouve Gene Kelly.
Les ennuis de santé de Judy Garland deviennent de plus en plus sérieux. Fatiguée, elle tombe malade pendant le tournage du Pirate et multiplie les sautes d’humeur, les absences répétées et le manque de ponctualité. Malgré cela, la MGM enchaîne les tournages. Elle a un nouveau partenaire de prestige Fred Astaire qui remplace Gene Kelly, s’étant cassé la cheville la veille du tournage, pour un autre succès de la MGM, Parade de printemps. Le film est un répit pour l'actrice, ravie de travailler avec Astaire, mais de courte durée. De plus en plus sujette aux dépressions nerveuses, elle doit renoncer à retrouver Fred Astaire, et c’est Ginger Rogers qui la remplace dans Entrons dans la danse. Elle cède également son rôle à Betty Hutton dans Annie du Far West, à Jane Powell dans Mariage royal et à Ava Gardner dans Show Boat. Judy passa trois mois dans une clinique de Boston, puis retourna aux studios pour tourner son dernier film à la MGM, La Jolie Fermière. Le tournage dura six mois après bien des retards dus aux absences et crises de nerf de l’actrice. Le producteur Joe Pasternak et le réalisateur Charles Walters décidèrent, le film terminé, d’ajouter un numéro musical et de la faire revenir. Elle revint en pleine forme et exécuta le numéro Get happy.
En 1950, alors âgée de 28 ans, l'accoutumance de Judy Garland à l'alcool et aux médicaments la rendant ingérable, la MGM met un terme à son contrat. Une profonde dépression la mène à une tentative de suicide en 1950. En 1951, elle divorce de Vincente Minnelli et épouse le producteur Sidney Luft, avec qui elle aura une fille, Lorna, et un garçon, Joseph. Il relance sa carrière grâce à une série de tournées. Il la persuade de se produire au Palladium de Londres pendant un mois, c’est un triomphe. Puis elle revient au music-hall, elle bat tous les records de recettes pendant dix-neuf semaines au Palace Theatre de New York. Ces retrouvailles avec ses fans et le succès lui redonnent de l’assurance. En 1954, Sidney produit le film Une étoile est née dans lequel elle joue le rôle d'une jeune artiste qui accède à la popularité grâce à l'aide d'une star sur le déclin, troisième des quatre versions tournées sur le même sujet. Le film obtient un énorme succès auprès de la critique et du public malgré les mutilations opérées par la Warner Bros qui ampute le film de 90 minutes pour des raisons de distribution. Nommée aux Oscars la récompense échoit à Grace Kelly, à la surprise générale.
Un an plus tard, elle fait ses débuts à la télévision en 1955 dans show de la C.B.S. Elle participe à de nombreux shows où l'on retrouve ses amis comme Frank Sinatra et Dean Martin. Elle continue ses tournées durant les années 50 et 60, elle triomphera au Carnegie Hall en 1961 dont un album « Judy au Carnegie Hall » sera enregistré, les ventes atteindront le million de dollars. Délaissant le cinéma durant cette période où elle ne tourne que 3 films, elle obtient néanmoins une nouvelle nomination aux Oscars pour un second rôle dans Jugement à Nuremberg. En 1963, elle lance une émission télévisée, The Judy Garland Show, qui ne dure qu'une saison en raison de la concurrence de Bonanza. En 1964, elle divorce de Sidney Luft pour épouser l'acteur Mark Herron. En 1966, elle divorce de Mark Herron après avoir découvert qu'il était homosexuel. Elle apparaît dans de nombreux shows télévisés. En 1969, elle épouse le producteur de disques Mickey Deans le 15 mars. Elle décède le 22 juin à Londres (Grande-Bretagne) d'une surdose accidentelle de barbituriques. Un musée lui est consacré dans sa ville natale. Grâce au Magicien d'Oz, elle obtient un Oscar spécial de la « meilleure jeune actrice » en 1940.