Née d'un père architecte, Alfred Weidler, et d'une mère ancienne chanteuse d'opéra, Margarete Therese Louise Radon, elle est la plus jeune d'une fratrie de six enfants[1]. En 1923, ses parents émigrent d’Allemagne aux États-Unis[2].
Elle fait sa première apparition au cinéma en 1931, à l'âge de quatre ans, dans un petit rôle non crédité au générique. Elle perce en 1934 dans un film du studio Paramount Pictures, Mrs. Wiggs of the Cabbage Patch où elle a un second rôle. En 1938, elle tourne son premier film en Technicolor, Les Hommes volants, avec Fred MacMurray. La Paramount ne souhaitant pas renouveler son contrat, la jeune actrice signe, en 1938, avec le studio MGM. Le premier film qu'elle tourne chez MGM est Love Is a Headache, au côté du jeune Mickey Rooney. Le film est un succès. La MGM va lui offrir ses rôles les plus connus, notamment dans Femmes (The Women, 1939) où elle incarne la fille de Norma Shearer, et dans Indiscrétions (The Philadelphia Story, 1940) dans lequel elle joue la sœur espiègle de Katharine Hepburn.
Cependant, son succès diminue au début des années 1940, en partie parce que l'enfant star Shirley Temple, qui a le même âge qu'elle, est embauchée par la MGM : le studio confie à cette dernière les rôles les plus importants.
À l'âge de 16 ans, après avoir joué dans plus de quarante films et tourné avec certaines des plus grandes stars de l'époque, elle met fin à sa carrière au cinéma. Depuis, elle n'a plus jamais accordé d'interview[3].
La jeune femme tente une carrière de chanteuse de boîte de nuit, et apparaît dans une pièce de Broadway, The Rich Full Life (1945). En 1947, à 20 ans, elle épouse Lionel Krisel un officier de la marine américaine. Le couple a deux enfants, Ron et Gary[4]. Après son mariage, elle se retire définitivement de l'Industrie du spectacle.
Son frère George William Weidler, saxophoniste, a épousé l’actrice Doris Day de 1946 à 1949 ; son père a été embauché par le studio 20th Century Fox pour la construction de décors miniatures.
Souffrant d'une maladie cardiaque depuis de nombreuses années, Virginia Weidler meurt d'une attaque cardiaque en 1968, dans sa maison, à l'âge de 41 ans.
L’enfant actrice Jean Porter, qui tourna avec elle, fut sa meilleure amie jusqu'à sa mort. Dans l'entretien que celle-ci a accordé au magazine Classic Images (no 345), elle dit que Virginia Weidler était devenue une adepte de la Science chrétienne[5].