Sylvia Sidney przyszła na świat jako Sophia Kosow 8 sierpnia 1919 roku w Nowym Jorku (Nowy Jork, USA). Jej ojciec był Rosjaninem, a matka urodziła się w Rumunii. Rozwiedli się krótko po narodzinach swej córki. Po kolejnym ślubie matki, Sylvia przyjęła nazwisko swego ojczyma. Była bardzo nieśmiałym dzieckiem. Kiedy miała 10 lat zdecydowała, że zostanie aktorką teatralną. Rodzice nie byli zadowoleni z jej pomysłu, ale w końcu zaakceptowali wybór Sylvii. W wieku 15 lat zapisała się do Theater Guild's School for Acting. Jedna ze szkolnych produkcji wystawiana na Broadway'u nie została dobrze oceniona, ale za to zwrócono uwagę na Sidney. Potem zaczęła występować w Poli Theater w Waszyngtonie (Dystrykt Kolumbii, USA).
Po raz pierwszy pojawiła się na szklanym ekranie w 1927 roku w filmie "
Noce Broadwayu". Potem powróciła na scenę. W 1929 zagrała w kolejnej produkcji i na dobre zaczęła opuszczać teatr dla ról w obrazach wytworni Paramount. W 1931 roku wystąpiła w pięciu filmach, m.in. w "
Wielkomiejskich ulicach", co uczyniło ją wielką gwiazdą. W owym czasie równie popularna była także
Clara Bow. W 1938 roku aktorka zagrała w "
Ten, którego ukochałam", który poniósł klęskę. Po udziale w tej produkcji Sylvia przestała otrzymywać znaczące role. W 1946 roku Sidney pojawiła się w "
Przenikliwym wietrze", który później został przeniesiony na Broadway. Przez kolejne lata nie pojawiała się w zbyt wielu filmach, za to występowała w telewizji.
Po raz ostatni pojawiła się na szklanym ekranie w 1996 roku w obrazie
Tima Burtona "
Marsjanie atakują!", z którym spotkała się wcześniej na planie "
Soku z żuka". W 1998 roku zagrała w serialu telewizyjnym "
Wyspa Fantazji", gdzie wcieliła się w postać Clii. Sylvia Sidney swoim życiem udowadniała, że można być wspaniałą aktorką w kinie, jak i na scenie teatralnej. Artystka zmarła na raka krtani mając 88 lat.