Dopo aver lasciato la scuola a 15 anni, Carole Landis si trasferì in California e iniziò la carriera come ballerina e cantante di night club a San Francisco.
Trasferitasi a Hollywood per tentare la carriera nel cinema, nel 1937 debuttò con una particina non accreditata nel film È nata una stella, cui seguirono altri ruoli marginali in commedie e western di serie B. Nel 1940 venne scritturata dal produttore e regista Hal Roach, che le affidò un ruolo di primo piano nel film Sul sentiero dei mostri. La pellicola, ambientata in epoca preistorica, ebbe un grande successo e lanciò anche il suo partner Victor Mature. In breve tempo Carole Landis diventò una star, ammirata per la sua vistosa bellezza e per il suo naturale glamour.
Nel 1942 intraprese una lunga tournée in Inghilterra e in Nordafrica, partecipando con altre celebrità, tra le quali le attrici Kay Francis e Martha Raye, all'allestimento di spettacoli di intrattenimento per le truppe militari americane impegnate al fronte durante la seconda guerra mondiale.
Nel 1944 continuò a contribuire allo sforzo bellico degli Stati Uniti trasferendosi in tournée sul fronte del Sud Pacifico con l'attore comico Jack Benny, proseguendo gli spettacoli a ritmo instancabile, tanto che si ammalò più volte gravemente e rischiò di morire di malaria. Il suo impegno e la sua simpatia, uniti alla solare bellezza e fotogenia, la consacrarono tra le pin up più amate dai soldati americani dell'epoca. L'attrice narrò le sue esperienze artistiche al fronte in diversi articoli giornalistici e in un libro, Four jills in a jeep, pubblicato nel 1944.
Al termine del conflitto ritornò al cinema, ma la sua carriera stentò a riprendere quota. Nel 1946 ottenne il ruolo di protagonista nella commedia Scandalo a Parigi (1946) di Douglas Sirk, dove impersonò Loretta De Richet, ballerina e moglie di un poliziotto finito in disgrazia.
Il declino della carriera iniziò a compromettere la fragilità dell'attrice, già provata da una serie di matrimoni falliti e dalla difficoltà a ottenere ruoli cinematografici di rilievo. Nel 1948 si legò sentimentalmente all'attore Rex Harrison, all'epoca sposato con l'attrice Lilli Palmer. Fu una relazione tormentata e seguita con accanimento dalla stampa, che condusse lentamente la Landis all'autodistruzione[1].
Dopo il rifiuto di Harrison di divorziare dalla moglie, Carole Landis si uccise il 5 luglio 1948, con una overdose di Seconal, nella sua abitazione californiana di Pacific Palisades[2].