Bij haar olympisch debuut was ze elf jaar oud. Tijdens de vrije kür van die wedstrijd moest Henie meerdere malen naar de kant, om haar coach te vragen wat ze vervolgens moest doen. Op de drie volgende Winterspelen van 1928, 1932 en 1936 werd ze olympisch kampioene. Ze is daarmee de enige vrouw die dit resultaat solo boekte. De Zweed Gillis Grafström (1920-1928) was haar bij de mannen voorgegaan en de Russische paarrijdster Irina Rodnina (1972-1980) volgde haar met deze prestatie.
Ze werd tien keer wereldkampioene (1927-1936), zes keer Europees kampioene (1931-1936). Na het wereldkampioenschap van 1936 werd ze professional. Ze trad veel in ijsshows op en speelde in verschillende Hollywoodspeelfilms, zoals de kaskrakers Thin Ice en Sun Valley Serenade.
In 1934 opende Henie de eerste kunstijsbaan in Nederland, aan de Linnaeusparkweg in Amsterdam. Een van de toeschouwers was de negenjarige Annie Verlee, die enthousiast werd voor deze nieuwe sport en in de jaren '50 de jeugdige talentjes Joan Haanappel en Sjoukje Dijkstra zou trainen.
Henie trouwde drie keer, twee keer met een Amerikaan en de derde keer met een Noor. Met deze laatste keerde ze terug naar haar vaderland. Ze overleed in 1969 aan leukemie aan boord van een vliegtuig tijdens een vlucht van Parijs naar Oslo.
