Jej ojciec był inżynierem i to pozwalało rodzinie na godny byt. Colleen otrzymała bardzo dobre wykształcenie. Studiowała w Detroit Conservatory. Kiedy była mała, rodzina wyprowadziła się na Florydę, gdzie Moore spędziła najszczęśliwsze lata swego dzieciństwa. Była wówczas zafascynowana filmem. Miała nawet album z wycinkami takich gwiazd jak Mary Pickford czy Marguerite Clark. Pozostawiła tam miejsce na swoje zdjęcie, które zamierzała tam umieścić, kiedy stanie się aktorką. Często powtarzała, że rodzice bardzo się kochali i nigdy nie kłócili. W 1917 roku dzięki pomocy swego wujka udało jej się zaistnieć w filmie. Jej debiutem był obraz "The Prince of Graustark". Potem zagrała w kolejnych produkcjach. W 1918 roku wystąpiła w "Małej sierotce Annie". W 1927 była już gwiazdą pierwszej wielkości. Zarabiała 12,5 tysiąca dolarów na tydzień. Umiała dobrze zarządzać pieniędzmi, nie wydawała ich tak jak niektóre gwiazdy, tylko inwestowała. Z sukcesem weszła w erę kina dźwiękowego. Po raz ostatni pojawiła się na dużym ekranie w 1934 roku w filmie "Szkarłatna litera". W 1980 brała udział w telewizyjnej produkcji "Historia Hollywood". Mówiła, że ten czas jej życia był dla niej bardzo ważny. Po przejściu na emeryturę napisała dwie książki. Była zamężna czterokrotnie. Zmarła w wieku 87 lat.