Актриса-изобретатель родилась 9 ноября 1914 года в Вене. Ее полное имя звучит как Хедвиг Ева Мария Кислер. Она была единственным ребенком Эмиля Кислера, успешного банковского директора и Гертруды Кислер, пианистки. Девушка интересовалась актерским мастерством с юного возраста и была замечена продюсером Максом Рейнхардтом, который привез ее в Берлин. Хеди училась в театре, а затем вернулась в Вену, где начала работать в киноиндустрии, сначала сценаристом, а позже актрисой.
Она появилась в фильме Густава Махаты «Экстаз» в 1933 году, сыграв молодую замужнюю женщину, которая имеет внебрачные связи. Эта роль вызвала значительные разногласия. В этом фильме актриса появлялась в обнаженном виде в некоторых сценах. В Париже Ламарр встретилась с главой Metro-Goldwyn-Mayer Луисом Бартом Майером, который предложил ей пройти пробы в Голливуде. По его же наставлению она приняла свое экранное имя «Хеди Ламарр». В 1938 году она появилась в своем первом голливудском фильме «Алжир». Фильм стал сенсацией, так как американская аудитория была очарована потрясающей красотой Ламарр и ее яркой экранной личностью. В течение следующих нескольких лет она стала одной из самых успешных актрис в Голливуде и появлялась с некоторыми ведущими людьми той эпохи. В 1940-х годах она выступила в 18 фильмах, в том числе «Шумный город» (1940) с Кларком Гейблом и Спенсером Трейси, «Равнина Тортилья» (1942) и «Самсон и Далила» (1949). Ее самой незабываемой ролью стала героиня фильма «Белый груз» (1942), фильм, в котором она играет красивую соблазнительницу, был одним из крупнейших коммерческих хитов.
В 1940-х годах Хеди Ламарр также принимала участие в научных исследованиях, работая совместно с композитором Джорджем Антейлом. Изобретение этого дуэта, хотя и не было признано в течение их жизни, послужило основой для современных коммуникационных технологий с расширенным спектром, таких как Bluetooth, COFDM и CDMA.
Хеди Ламарр вышла замуж за Фрица Мандля в 1933 году. На тот момент она еще была очень молода. Ее муж очень контролировал Хеди, поэтому их отношения закончились в 1937 году. С 1939 по 1941 год актриса была замужем за сценаристом и продюсером Джином Марки. В этом браке у актрисы родился сын. В результате ее третьего брака с актером Джоном Лодером в 1943 году родилось еще двое детей. Этот брак тоже закончился разводом. Ламарр была замужем еще три раза, но, ни один из этих браков не длился долго. Ее последними тремя мужьями были: Тедди Стойффер (в браке 1951-1952), В. Ховард Ли (в браке 1953-1960) и Льюис Дж. Бойе (в браке 1963-1965).
Актриса страдала от нескольких заболеваний сердца. Она умерла в Касселберри, штат Флорида, 19 января 2000 года, в возрасте 85 лет.