Shirley Olivia Mills nasceu em Tacoma, Washington em 1926 e mudou-se para o sul da Califórnia enquanto ainda era criança.
Ela se tornou a estrela de um filme independente que conquistou uma grande fama intitulada Child Bride (1938) quando tinha 12 anos de idade, que descreve detalhadamente em seu site "oficial" em uma página separada dedicada às memórias desse filme, juntamente com fotos de isto. Outras páginas do site são dedicadas a The Grapes Of Wrath (1940) e também a Nine Girls (1944), filmes adicionais onde ela era uma atriz de cinema em papéis destacados.
Mills teve treinamento extensivo em artes de teatro antes de sua primeira aparição de estrela de cinema em 1938, e essas habilidades figuraram de forma importante em seu sucesso, que incluiu grande disciplina e profissionalismo desde uma idade muito jovem em áreas de dança, declamação, recitação e falar em público.
Ela se tornou uma dançarina bem sucedida e apareceu nos filmes da era da Segunda Guerra Mundial com o grupo de dança "Jivin 'Jacks And Jills" em sete filmes como dançarino "Jivin Jill". Ela trabalhou com o jovem Donald O'Connor, que emergiu como uma estrela de dança adolescente no início da década de 1940 em filmes de dança "B".
Mills apareceu nos grandes filmes de estúdio de Hollywood na década de 1940 e na década de 1950, durante a década em que ela também apareceu em grandes programas de televisão em rede.
Ela apareceu e atuou com grandes atores de Hollywood, incluindo Henry Fonda, Errol Flynn, Shirley Temple, Donald O'Connor e Andrews Sisters.
Ela apareceu em filmes dirigidos por grandes diretores de estúdio de Hollywood, incluindo John Ford (que ganhou o Prêmio Melhor Diretor da Academia para The Grapes Of Wrath em que Shirley Mills apareceu como "Ruthie Joad"), Michael Curtiz, Alfred Hitchcock, George Cuckor, Alan Dwan, Charles Burton, Andre De Toth, George Marshall, William Castle e Joseph Kane.
Além de sua carreira como estrela de cinema e adolescente, Mills também trabalhou como dançarina profissional, modelo de fotos e publicidade para Coca-Cola, Russell Stover Candies e muitas outras empresas. Ela apareceu em capas de revistas muitas vezes durante a década de 1940 e passou a trabalhar como intérprete de club noturno, personalidade de palco e como especialista em vendas de marketing e relações públicas para serviços de processamento de dados informáticos no início da década de 1960. Ela era uma das primeiras mulheres que se tornaram proeminentes no campo de processamento de dados informáticos.
Mais tarde, ela se tornou uma mulher de negócios independente e iniciou uma empresa baseada em Bel Air, Califórnia, especializada em planejamento de eventos para festas e eventos sociais, chamado "A Party For All Seasons". Ela alcançou proeminência como especialista em casamentos judeus (mesmo que ela não nascesse judaica).
Ela cuidava de seus pais idosos em sua velhice. Seu pai morreu em 1976 depois de sofrer vários acidentes vasculares cerebrais, e sua mãe morreu em 1979 depois de sofrer problemas de insuficiência renal.
Em 1977, ela se casou com o clérigo aposentado Mel Hanson e morava com ele em uma fazenda de gado no sul da Califórnia. Ela também possuía um rancho de alfafa no norte da Califórnia, que mais tarde vendeu. Seu marido morreu em um trágico acidente automobilístico 18 anos depois de se casarem.
Durante seus anos de aposentadoria, ela freqüentemente apareceu na convenção de nostalgia e convenção de memorabilia. Uma foto em seu site mostra-a em 2005 (ela tinha 79 anos naquele ano) com Darryl Hickman, o ator-ator que apareceu como seu irmão na tela The Grapes Of Wrath (1940).
Em 2005, um documentário de 13 minutos foi feito com Mills entrevistado e suas lembranças de seu ator trabalham em 1940 em The Grapes Of Wrath.
Em 2009, seu site informou que ela ficou acamada e, devido à má saúde, já não fazia aparições públicas. Ela tinha 83 anos em 2009.
