Coleen Gray urodziła się jako Doris Bernice Jensen 23 października 1922 roku w Staplehurst (Nebraska, USA). Po ukończeniu szkoły średniej studiowała aktorstwo na Uniwersytecie Hamline. Otrzymawszy dyplom wybrała się w podróż do Kalifornii. Zatrzymała się w LaJolla, gdzie pracowała jako kelnerka. Po kilku tygodniach przeniosła się do Los Angeles, gdzie zapisała się do szkoły dramatycznej. Przeszła test ekranowy i podpisała siedmioletni kontrakt z wytwórnią 20th Century Fox. Jej pierwsze pojawienia się na ekranie nie były odnotowywane w napisach (m.in. w "Dziewczynie z fotki" z Betty Grable). W 1947 roku zagrała w dwóch ważnych filmach noir - "Nightmare Alley" i "Pocałunek śmierci". W 1950 Gray odeszła z Foxa i wystąpiła w wielu czarnych kryminałach, westernach, horrorach i produkcjach sci-fi. Kilka z nich to klasyki gatunku: noir - "Kansas City Confidential" (z Johnem Payne'em), "Zabójstwo" (ze Sterlingiem Haydenem); westerny - "Zwyciężeni" (z Johnem Payne'em), "Arrow in the Dust" (z Haydenem); horrory - "Kobieta pijawka" (z Grantem Williamsem) i "The Phantom Planet" (z Anthonym Dexterem). Wraz z odejściem w cień czarnych kryminałów i systemu wielkich wytwórni, ekranowa kariera Coleen Gray załamała się. Aktorka pozostała gościem popularnych telewizyjnych seriali, jak "Perry Mason", "The Virginian", "The Name of the Game". Odeszła na emeryturę w 1980 roku. Była trzykrotnie zamężna i urodziła dwójkę dzieci. Aktorka zmarła 3 sierpnia 2015 roku w wieku 92 lat.