Thelma Ritter est née à Brooklyn, New York, en 1902. Après avoir joué dans des pièces au lycée et dans des troupes amateur, elle entre à l'American Academy of Dramatic Arts. Elle fait carrière sur scène, puis fait une pause pour élever ses deux enfants et voir son mari, Joseph Moran, un acteur devenu directeur d'une entreprise de publicités[réf. souhaitée].
Elle fut nommée 6 fois aux Oscars dans la catégorie meilleure actrice dans un second rôle, ce qui fait d'elle l'actrice la plus souvent nommée dans cette catégorie. Elle est notamment connue pour son rôle de Stella dans Fenêtre sur cour, ou pour celui d'Isabelle Steers dans Les Désaxés.
Sa dernière apparition fut dans le Jerry Lewis show du . Elle décède peu de temps après d'une crise cardiaque à New York, seulement neuf jours avant son 67e anniversaire.