Mary Tyler Moore, qui se destine d'abord à devenir danseuse, fait ses premiers pas à l'écran à la fin des années 50. Après de nombreuses apparitions épisodiques dans des séries, elle se révèle en 1961 avec The Dick Van Dyke Show, mais c'est une autre sitcom, The Mary Tyler Moore Show, qui lui apporte la gloire. Entre 1970 et 1977, son personnage de Mary Richards, une femme ambitieuse et charismatique qui rêve de devenir journaliste, marque l'époque et inspire de nombreuses femmes.
Sur grand écran, Mary Tyler Moore s'illustre notamment aux génériques de la comédie musicale Millie, aux côtés de Julie Andrews, ou encore de Change of Habit, qui la voit donner la réplique à Elvis Presley. Mais sa prestation la plus remarquée date de 1980 avec le long métrage Des gens comme les autres, réalisé par Robert Redford et dans lequel elle partage l'affiche avec Donald Sutherland. Sa prestation de mère de famille en deuil lui vaut de remporter le Golden Globe de la Meilleure actrice dans un film dramatique et d'être nommée à l'Oscar.