Issu d'un milieu ouvrier à l'environnement familial difficile, Cary Grant découvre le monde du théâtre et du cirque à 13 ans. Très jeune, il part en tournée, d'abord en Grande-Bretagne, puis aux Etats-Unis à partir de 1920. Auditionné une première fois à New York par la Paramount en 1929, il échoue ; mais le studio, en quête de nouveaux acteurs, refait appel à lui à l'heure où se développe le parlant. Son premier court métrage Singapore Sue en boîte, il décide de partir pour Hollywood où la Paramount lui fait signer un contrat en 1932.

Il tourne son premier film La Belle nuit et se fait remarquer dès La Vénus blonde et Lady Lou, sortis tous deux en 1933. Mais lassé de jouer les doublures de Gary Cooper, la star du studio, Cary Grant attend le bon film. Le tournant s'appelle Sylvia Scarlett (1935, George Cukor) pour lequel l'acteur est "prêté" à la RKO : le film est un échec mais il est encensé par la critique. Mélange d'élégance, d'ironie et de clownerie, Cary Grant a trouvé son style et devient la star de la screwball comedy. Il tourne avec les plus grands réalisateurs du genre : Leo McCarey (1937, Cette sacrée vérité), Howard Hawks (1939, L'Impossible Monsieur Bébé), George Cukor (1940, Indiscrétions) ou encore Frank Capra (1941, Arsenic et Vieilles Dentelles).

C'est pourtant comme acteur dramatique qu'il remportera en 1942 et 1945 ses deux seules citations aux Oscars pour La Chanson du passé et Rien qu'un coeur solitaire. En 1941, il fait l'autre grande rencontre de sa carrière en la personne d'Alfred Hitchcock qui va en faire l'un de ses acteurs fétiches en explorant les côtés plus sombres de sa personnalité et de son jeu. Menaçant pour sa jeune épouse dans Soupçons, Cary Grant est un espion trop distant pour Ingrid Bergman dans Les Enchaînés.

Les années 50 venant, Cary Grant trouve moins de rôles intéressants et pense à se retirer. Mais Alfred Hitchcock le convainc du contraire avec la comédie policière La Main au collet, avant de clore leur collaboration en 1959 avec La Mort aux trousses. Toujours séduisant, Cary Grant interprète sur la fin de sa carrière quelques unes de ses meilleures comédies romantiques à l'exemple de Charade en 1963, avant de se retirer des plateaux trois ans plus tard. La profession lui remet un Oscar d'honneur en 1970.