Fuller begon als kindactrice, ging vervolgens dansen in het circus en deed aan vaudeville en burleske. De Serpentine dance, die zij zo rond 1890 ontwikkelde werd een populaire dans in films. Vrij snel daarna besloot ze na een tournee door Europa om in Parijs te blijven waar ze regelmatig optrad in de Folies Bergère en een prominent lid werd van de art-nouveau-beweging. Door haar bekendheid in de kunstenaarswereld werd ze een geliefd onderwerp om te schilderen. Zo werd ze o.a. door Henri de Toulouse-Lautrec en Koloman Moser geschilderd.
Fuller verwierf ook een aantal octrooien op het gebied van het gebruik van chemicaliën bij de belichting. Ze stierf op 1 januari 1928 aan de gevolgen van een longontsteking en ligt begraven op Père-Lachaise.