Per complir el seu desig de ser actriu, als 18 anys va anar a Los Angeles a buscar treball i va aconseguir que la contractessin en l'AIP (American International Pictures), productora de pel·lícules de baix pressupost.[1] Va debutar al cinema amb un petit paper en Beyond the valley of the dolls (1970), dirigida per Russ Meyer. Com aquesta pel·lícula va tenir èxit, la van contractar per fer The big doll house (1971), pel·lícula sobre una presó de dones. Les anomenades pel·lícules WIP (Women in Prison) eren molt populars en aquella època, i per això Pam en va fer més d'aquest subgènere, com Women in cages (1972) i Big bird cage (1972).
A poc a poc Pam Grier es va fer popular fent pel·lícules anomenades de blaxploitation, és a dir, pel·lícules barates destinades majorment al públic negre, on els protagonistes eren negres i amb grans dosis de violència. Pam Grier va protagonitzar pel·lícules com Coffy (1973), Foxy Brown (1974) o Sheba Baby (1975), en les quals interpretava a dones fortes i independents que es prenien la justícia pel seu compte per fer front a dolents sense escrúpols, davant la passivitat i corrupció de les autoritats. Això la va fer molt popular i Pam Grier es va convertir en un ídol de la comunitat negra, al costat d'altres actors d'aquest subgènere com Tamara Dobson (Cleòpatra Jones) o Richard Roundtree (Shaft). Altres pel·lícules que va fer en aquesta època són: Black mama, White mama (1972), Hit man (1971), The Arena (1973), Scream, Blacula, scream (1973), Friday Foster (1975), Drum (1976) o Greased lighting (1977).
A finalitats dels anys setanta la seva popularitat va decaure i va passar a fer papers secundaris en pel·lícules de qualitat molt desigual. Entre els seus treballs més destacats, passada la febre de la blaxploitation, podem citar: Tough dreams (1981), Fort Apatxe, The Bronx (1981), Vindicator (1983), On the edge (1985), Above the law (1988), Class of 1999 (1990), Posse (1993) i Original gangstas (1996). Després va aparèixer en la coneguda pel·lícula de Tim Burton de 1996 Mars Attacks!. També va fer petits papers en sèries de televisió com Miami Vice o The Fresh Prince of Bel-Air i com a actriu secundària en la pel·lícula Nico de 1988, protagonitzada per Steven Seagal.
La seva sort va millorar en 1997 gràcies al director Quentin Tarantino, un gran aficionat a les pel·lícules de blaxploitation dels anys setanta, i que la va convertir en protagonista de Jackie Brown (1997), pel·lícula que adaptava una novel·la d'Elmore Leonard i que reivindicava les velles blaxploitation i que va tenir un gran èxit, la qual cosa la va convertir novament en una actriu popular.
Després de Jackie Brown ha seguit treballant assíduament, en pel·lícules de tota classe, normalment en papers secundaris però molt lluïts. Destaca el seu treball en Jawbreaker (1999), Holy smoke (1999), Pluto Nash (2000), o Ghosts of Mars (2001). És una de les protagonistes de la sèrie The L Word, produïda per Showtime, on va encarnar a Kit Porter, germanastra de Bette Porter (Jennifer Beals), dona madura ex estrella del món de la música que tracta de superar el seu problema amb l'alcohol. El 2009 va aparèixer en tres capítols de la sèrie "Smallville".
El 2010, Grier va escriure la seva memòria, 'Foxy: My Life in Three Acts' ', amb Andrea Cagan.[2]
San Diego Film Critics Society Award for Best Actress
Nominada — Empire Award for Best Actress
Nominada — Golden Globe Award for Best Actress – Motion Picture Musical or Comedy
Nominada — NAACP Image Award for Outstanding Actress in a Motion Picture
Nominada — Satellite Award for Best Actress – Motion Picture Musical or Comedy
Nominada — Saturn Award for Best Actress
Nominada — Screen Actors Guild Award for Outstanding Performance by a Female Actor in a Leading Role
Fakin' da Funk
Annabelle Lee
1999
Holy Smoke!
Carol
In Too Deep
Detectiu Angela Wilson
Linc's
Eleanor Braithwaite Winthrop
Nominada — NAACP Image Award for Outstanding Actress in a Comedy Series (1999–2000)
Jawbreaker
Detectiu Vera Cruz
2000
Snow Day
Tina
3 A.M.
George
Nominada — Black Reel Award for Best Actress in Network/Cable Series
Nominada — NAACP Image Award for Outstanding Actress in a Television Movie, Mini-Series or Dramatic Special
Wilder
Detectiu Della Wilder
Happily Ever After: Fairy Tales for Every Child
The Empress' Nightingale
Nominada — Daytime Emmy Award for Outstanding Performer in an Animated Program