Nasceu com o nome de Deborah Jane Kerr-Trimmer na localidade de Helensburgh, no Firth of Clyde, Escócia. Originalmente treinada como dançarina de balê, teve sua primeira apresentação no palco em 1938, no Sadler's Wells. Depois de mudar de carreira, encontrou sucesso como atriz.
Suas maneiras e sotaque britânicos conduziram a uma sucessão de papéis em que representava honoráveis, dignas, refinadas e reservadas senhoras inglesas. Contudo, Kerr frequentemente aproveitava uma oportunidade para descartar seu exterior tão reservado. No filme de aventuras As Minas do Rei Salomão, de 1950, filmado em locações na África com Stewart Granger e Richard Carlson, ela impressionou as audiências com tanta sexualidade e vulnerabilidade emocional que trouxe novas dimensões para um filme de ação orientado para o público masculino.
Como Karen em A um Passo da Eternidade / Até à Eternidade (From Here to Eternity), de 1953, ela recebeu a indicação para o Oscar de Melhor Atriz. O American Film Institute reconheceu o caráter icônico da cena do beijo entre ela e Burt Lancaster numa praia do Havaí, no meio das ondas. A organização colocou o filme na lista do "Cem mais românticos filmes" de todos os tempos.
Kerr recebeu o Globo de Ouro de melhor atriz de comédia/musical de 1957 com o filme O Rei e Eu, com Yul Brynner.