Iniziò la sua carriera cinematografica all'epoca del muto, diventando una delle più celebri star del cinema hollywoodiano. Sposata al potente produttore Irving Thalberg, fu una delle dive della Metro-Goldwyn-Mayer, la grande casa di produzione per cui lavorò anche il fratello di Norma, Douglas, tecnico di registrazione che avrebbe vinto ben quattordici Premi Oscar. L'attrice fu candidata anche lei numerose volte all'Academy Award, vincendo nel 1930 il premio come miglior attrice per il film "La divorziata".