Rođena 9. studenog u Beču u židovskoj obitelji, Hedwig Eva Maria Kiesler imala je sve predispozicije za uspjeh - njen otac Emil Kiesler je bio direktor banke, a majka Gertrud, rođena Lichtwitz, bila je pijanistkinja. Već kao mala djevojčica bila je izrazito lijepog lica, atributa koji ju je poslije učinio svjetski slavnim, no naposljetku joj je i zapečatio sudbinu. Zahvaljujući svojoj ljepoti, rano je usmjerena na glumu, a prvi je film snimila 1930. Već u svom trećem filmu 'Mi ne trebamo novac' s Heinzom Rihmannom i Hansom Moserom imala je glavnu ulogu. Čehoslovački film 'Extase' ('Ekstaza') iz 1933., u kojem je njezina supruga glumio Zvonimir Rogoz, zbog nekih je slobodnih i erotskih scena izazvao skandal, ali više radi izraza njezina lica u prvom planu dok glumi orgazam, nego radi snimka u kojem gola trči kroz šumu.
Nikad nije prežalila što je odbila glavnu ulogu u 'Casablanci', no unatoč tome, holivudska karijera joj je bila suđena, a najveći uspjeh je ostvarila filmom 'Samson i Dalila'. Udala se 10. kolovoza 1933. za bogata bečkog industrijalca Fritza Mandla, koji je bio veoma konzervativan te joj je zabranio snimati nove filmove. Njezin prvi muž bio je proizvođač oružja, a Hedy je često mijenjala dragog na poslovnim sastancima. Počeo joj je određivati što da radi, u kojim filmovima i predstavama smije glumiti, i gotovo nevjerojatno – otkupio je sve kopije filma 'Ecstasy' jer nije mogao podnijeti da drugi gledaju golišavo tijelo njegove supruge.
No slijedilo je najgore. Pretvorio je svoju lijepu suprugu u zatočenicu. Hedy nije smjela napustiti kuću osim u pratnji njihovog sluge. Mandl je prisluškivao sve njezine telefonske razgovore, kontrolirao svaki njezin korak i držao ju pod ključem. Hedy je bila zarobljena u vlastitom domu, ali je naposljetku počela planirati bijeg. Kad god je bilo moguće, ukrala bi neki komad nakita i molila prijatelje da to prodaju te je tako kriomice pripremala novac za bijeg. Uočivši jačanje fašizma u Austriji i nacističke okupacije njene domovine, bježi 1937. i iz zemlje i od svoga supruga u Pariz, a odatle u London maskirana u sobaricu. Veliki filmski mogul Louis B. Mayer otkriva lijepu glumicu, a on se baš pripremao za povratak u Ameriku. No, odmah joj je rekao da nema načina da tamo uspije kao glumica.
Ipak ponudio joj je šestomjesečni ugovor s plaćom od 125 dolara tjedno. Hedy je to hladno odbila. Znala je da vrijedi više, pa su im se putevi razišli, a Hedy je ubrzo shvatila da je to bila njezina velika greška. Nije više bilo prilike da se vrati na razgovor s njim jer je bio na odlasku, a nije mogla ni kupiti kartu za brod jer su sva mjesta bila rasprodana. Pomogao joj je prijatelj koji je slao u Ameriku 14-godišnju violinisticu pa je predložio Hedy da glumi njezinu dadilju. Svoju novu ulogu odigrala je bez greške i na brodu se opet dokopala Mayera. Kad je vidio što je učinila, bio je zapanjen njezinom hrabrošću, a primijetio je da se svi muškarci okreću za njom. Ovaj put umjesto 125 ponudio joj je 550 dolara tjedno i potpisali su ugovor.
U to vrijeme mijenja svoje pravo ime u umjetničko. Hedy odlazi u SAD i biva hvaljena kao nasljednica Marlene Dietrich i Grete Garbo iako se njezino glumačko znanje ne može usporediti s njenom ljepotom.
- Bilo koja djevojka može izgledati glamurozno. Dovoljno je da stoji ukočeno i izgleda glupo - izjavila je.
S druge strane oceana počeo je i njezin novi život. Dvije godine po dolasku udala se za Genea Markeya, američkog producenta i scenarista, koji je ujedno bio i visokorangirani mornarički oficir. Na na ekranu je zavodila Clarka Gablea, Jimmyja Stewarta i Spencera Tracyja, a sama se udala čak šest puta, no prema vlastitim riječima, bila je 'glupa u ljubavi'.
Nakon braka s Markeyem koji je trajao tek dvije godine, udala se za britanskog glumca Johna Lodera, ali je i s njim bila u braku samo četiri godine – do 1947. Nakon njega udala se 1951. za Teddyja Stauffera , glazbenika, vlasnika noćnog kluba i restorana, ali su bili u braku tek godinu dana. Dvije godine kasnije bila je još jednom u braku s Howardom Leejem, ali i taj je brak potrajao do 1960. Posljednji put prsten je na ruku stavila sa suprugom Lewisom J. Boiesom 1963. da bi se rastali 1965. i od tad do smrti više nije tražila muževe. Ukupno je imala troje djece.
- Nije me sram reći da nijedan muškarac kojeg sam upoznala nije bio ni blizu mom ocu - govorila je.
Promijenila je ime u Hedy Lamarr, u čast zvijezde nijemog filma Barbare LaMarr. Nakon razvoda ona i njezin prijatelj George Antheil patentirali su sistem koji se i danas koristi u mobilnim uređajima, bežičnoj tehnologiji i za navođenje torpeda. Nakon što su se našli na večeri, došli su na ideju - ako klaviri mogu sinkronizirano skakati iz jedne note u drugu, zašto ne bi mogli i radijski signali za upravljanje torpedima. Koncept počiva na sinkronizaciji radio valova i bio je mnogo ispred svog vremena, a George i Hedy svoje motive pronalazili su u zajedničkom protivljenju nacističkoj ideologiji.
Kao otvorena protivnica fašističke Njemačke u Drugom svjetskom ratu prijavila je 1942. patent upravljanja torpeda izmjenjivim frekvencijama koje bi stoga tada bilo nemoguće predvidjeti i omesti (US-Patent Nr. 2,292,387). Naime, američka je vojska počela istraživati njen patent nakon što ga je prijavila, ali je u upotrebu pušten tek nakon što je patent istekao. Iako je Hedy imala pravo tužiti vladu i od njih zahtijevati novce šest godina nakon isteka patenta, ona to nije učinila jer nije bila upućena. Iako Mornarica SAD taj izum nije iskoristila neko vrijeme, ta se tehnologija, bez koje bi bio nemoguć WiFi, i danas koristi za mobilne telefone i za upravljanje frekvencijama.
Jedan od njezinih udvarača bio je i Howard Hughes, koji je cijenio ne samo njezinu ljepotu nego i pamet i rado prihvaćao njezine prijedloge za poboljšanje aerodinamičnosti zrakoplova koje je konstruirao. Lamarr nije od svojeg izuma zaradila ni centa, ali je glumica ipak dobila nagradu Electronic Frontier Foundation Pioneer Award neposredno prije smrti. Osim filmske karijere imala je zanimljiv hobi. U prostranom domu imala je izdvojenu sobu s velikim stolom i alatom te zid prepun knjiga za područje elektrotehnike.
- Bila je jako kreativna. Stalno je nizala neka rješenja. Ako ste imali problem, ona ga je znala riješiti - rekao je njezin sin iz trećeg braka.
Većina Hedynih izuma - uključujući papirnate maramice u kutiji, prometne znakove... zapravo nikada nisu komercijalizirani. Tijekom 1940-ih i 50-ih, žene su plastičnim kirurzima dolazile s njenom slikom u ruci, što dovoljno govori o simbolu ljepote koji je postala. Liječnici koji su na njoj izvodili operacije kažu kako je i u tome bila pionirka - naime sama je davala ideje 'gdje rezati' i gdje ostaviti ožiljak pa je navodno ona zaslužna za ideju ožiljka kod uha kod face lifta, ali i druge ideje u estetskoj kirurgiji. Ipak, u želji za vječnom mladošću i ljepotom te pritiskom medija da to održi podvrgnula se brojnim plastičnim operacijama koje su je, uz ovisnost o drogama i novčane probleme, dovele do psihičkog sloma, emocionalnog udaljavanja od djece i osamljenosti.