Soeur aînée de  Warren_Beatty  , Shirley MacLean Beaty est à l'origine une danseuse et une chanteuse très douée. Après son bac, elle s'installe à New York, décidée à entamer une carrière dans la comédie musicale. Alors qu'elle passe une audition, le producteur ne parvient pas à prononcer son nom correctement : elle le change donc en Shirley MacLaine. En 1954, sa participation, en tant que rôle principal, à une autre comédie musicale (The Pajama Game) fait d'elle une star : Alfred Hitchcock la repère et l'engage immédiatement pour jouer dans Mais qui a tué Harry ? MacLaine enchaîne alors plusieurs rôles importants dans des comédies, musicales (Artistes et modèles, avec Martin & Lewis) ou non (La Vallée de la poudre, un étonnant western comique).

Le début de sa carrière est marqué par de nombreuses collaborations avec les membres du Rat Pack : outre Dean Martin, elle croise la route de Frank Sinatra (pour Cancan par exemple) mais aussi celle du groupe tout entier (pour une participation mineure à L'Inconnu de Las Vegas). Elle incarne également ses premiers grands rôles dramatiques, notamment dans Comme un torrent (de Vincente Minnelli, où elle partage à nouveau l'affiche avec Martin et Sinatra) et dans La Rumeur (William Wyler). Billy Wilder lui offre deux rôles importants et magnifiques dans des comédies amères et virulentes, La Garçonnière (1960) et Irma la Douce (1963), dans lesquelles son franc-parler et son style "libéré" font merveille (et scandale). Ces deux films, ainsi que le Minnelli, lui apportent chacun une nomination à l'Oscar.