Nascido no Canadá, Fay Wray foi criado em Los Angeles e entrou para o cinema ainda jovem. Ela mal era adolescente quando começou a trabalhar como extra. Ela começou sua carreira como heroína em faroeste na Universal durante a era do silêncio. Em 1926, a Associação Ocidental de Anunciantes do Cinema selecionou 13 jovens estrelas que, provavelmente, teriam sucesso em fotos. Fay foi escolhida como uma dessas estrelas, junto com Janet Gaynor e Mary Astor. A fama viria de fato para Fay quando ela interpretou outra heroína em The Wedding March (1928), de Erich von Stroheim. Ela continuou tocando em vários filmes, como a garota malvada de Thunderbolt (1929). No início dos anos 1930, ela estava na Paramount trabalhando com Gary Cooper e Jack Holt em vários filmes, como Master of Men (1933). Ela também apareceu em filmes de terror como Doctor X (1932) e The Vampire Bat (1933). Em 1933 Fay foi abordado pelo produtor Merian C. Cooper, que disse a ela que ele tinha uma parte para ela em uma foto na qual ela estaria trabalhando com um homem alto e moreno. O que ele não disse a ela foi que seu "homem alto e moreno" era um gorila gigante, e a foto acabou sendo o clássico King Kong (1933). Talvez ninguém na história das imagens pudesse gritar mais dramaticamente do que Fay, e ela realmente fez um show em "Kong". Seu personagem forneceu uma combinação de apelo sexual, vulnerabilidade e capacidade pulmonar enquanto ela era perseguida pela besta gigante até o topo do Empire State Building. Naquele momento Fay se levantava, afinal, era apenas mais um filme de terror. Depois de "Kong", ela começou um lento declínio que a colocou em filmes de baixo orçamento em meados dos anos 30. Em 1939, seu casamento de 11 anos com o roteirista John Monk Saunders acabou em divórcio e sua carreira estava quase concluída. Em 1942 ela se casou novamente e se retirou da tela, para sempre ser lembrada como a "beleza que matou a fera" em "King Kong". No entanto, em 1953, ela fez um retorno, interpretando papéis de personagem maduro, e também apareceu na televisão como Catherine, mãe de Natalie Wood, em O Orgulho da Família (1953). Ela continuou a aparecer em filmes até 1958 e a televisão nos anos 60.
