Fille d'un médecin afro-américain et d'une infirmière en milieu psychiatrique originaire de Liverpool, Halle Berry est élevée par sa mère après la séparation de ses parents. Décrochant le titre de Miss Teen All-American à 14 ans, finaliste aux concours Miss USA et Miss Monde, elle étudie le journalisme puis la comédie à Cleveland. Installée à Chicago, elle se produit dans les spectacles The Sound of music et The Wiz. Parallèlement, elle mène une brève carrière de mannequin avant de décrocher ses premiers rôles à la télévision, dans les séries The Living dolls en 1989 et Côte ouest en 1991.

La même année, Halle Berry débute au cinéma aux côtés de Samuel L. Jackson dans Jungle fever de Spike Lee, cinéaste qu'elle retrouvera à l'occasion de Girl 6 en 1996. Enchaînant les seconds rôles, elle campe une strip-teaseuse dans Le Dernier samaritain, donne la réplique à Eddie Murphy dans Boomerang, apparaît aussi bien dans le divertissement La Famille Pierrafeu que dans le grinçant Bulworth, fable politique de Warren Beatty. La consécration arrive en 2000 grâce à X-men de Bryan Singer. Elle y incarne Tornade, personnage capable de manipuler les phénomènes météorologiques, rôle qu'elle reprendra dans les suites de ce blockbuster, en 2003 et en 2006.

Après avoir prêté ses traits à sa glorieuse aînée Dorothy Dandridge pour un téléfilm (ce qui lui vaut un Golden Globe en 2000), Halle Berry est la première actrice noire à décrocher un Oscar, en 2002, pour son émouvante performance d'épouse de condamné à mort dans A l'ombre de la haine de Marc Forster. La belle plante ne renonce pas pour autant au cinéma d'action : atout charme de l'Opération Espadon, elle joue les James Bond girl face à Pierce Brosnan dans Meurs un autre jour (2002). Dirigée ensuite par deux frenchies expatriés, elle campe une psy troublée pour Mathieu Kassovitz (le thriller surnaturel Gothika) en 2003 et enfile le sensuel costume de Catwoman dans l'adaptation par Pitof du légendaire comics (2004). Le film est un énorme échec commercial et critique, un coup dur pour la carrière de la comédienne.

Halle Berry varie ensuite les genres et les types de productions, alternant les films grand public assez stéréotypés, tels que la comédie romantique Happy New Year ou le thriller Dangereuse séduction, et les films plus confidentiels pour lesquels elle s'investit énormément. C'est ainsi qu'elle incarne, dans le drame intense Nos souvenirs brûlés, une veuve qui tente de se raccrocher à la vie avec l'aide du meilleur ami de son époux décédé, campé par Benicio Del Toro. Sur le tournage de Dark Tide, où elle nage au milieu des requins blancs, elle rencontre Olivier Martinez, avec qui elle se fiance en 2011. En 2013, la comédienne relève un important défi : interpréter six rôles différents dans le film de science-fiction réalisé par Andy, Lana Wachowski et Tom Tykwer, Cloud Atlas, où elle partage l'affiche avec Tom Hanks et Hugo Weaving.

Très à l'aise dans les thrillers comme en témoignent ses prestations dans The Call (2013) et Kidnap (2017), Halle Berry retrouve l'univers des super héros (X-Men: Days of Future Past) et goûte parallèlement aux joies du petit écran via la série de science-fiction Extant qui est annulée après sa deuxième saison. En 2017, l'actrice incarne une mère de famille vivant dans le quartier de South Central où ont éclatées les émeutes de 1992 dans le drame Kings et rejoint la distribution des explosifs Kingsman : Le Cercle d'or (2017) et John Wick Parabellum (2019). Elle effectue en 2020 ses premiers pas derrière la caméra dans Meurtrie, dans lequel elle campe une combattante de MMA, puis porte le film de SF Moonfall (2022), le buddy movie The Union (2024) et l'horrifique Mother Land (id.).