Merle Oberon nacque in India, allora parte dell'Impero britannico. Sebbene alcune fonti riportino come genitori dell'attrice l'ingegnere ferroviario inglese Arthur O'Brien Thompson e Charlotte Selby, infermiera cingalese di padre britannico [1], la sua origine è controversa. Altre fonti sostengono che Arthur O'Brien Thompson e Charlotte Selby fossero in realtà i suoi nonni, e che la sua vera madre fosse la figlia maggiore di questi, Constance, che Merle considerò sempre sua sorella [2]. Durante tutta la sua carriera l'attrice dovette lottare tenacemente per tenere nascoste le sue origini miste e quando la madre la raggiunse in America la presentò come la sua cameriera personale.
Nel 1914, all'età di tre anni, perse il padre, che morì a causa di una polmonite mentre serviva sul fronte occidentale durante la prima guerra mondiale. Dopo aver trascorso un'esistenza in assoluta povertà a Calcutta, dove iniziò gli studi al La Martiniere College, la giovane abbandonò presto la scuola per iscriversi alla Calcutta Amateur Dramatic Society.
Appassionatasi ben presto al cinema, nel 1929 la Oberon conobbe un sedicente attore che le promise di introdurla nell'ambiente cinematografico dei Victorine Studios e di metterla in contatto con il regista Rex Ingram; tuttavia, quando l'uomo venne a conoscenza delle sue origini meticce, interruppe la relazione senza lasciare tracce. La giovane non si arrese e, insieme a sua madre, partì per l'Europa raggiungendo Nizza. Rex Ingram rimase colpito dalla sua esotica bellezza e la scritturò per una piccola parte.
Nel 1928 si trasferì in Inghilterra, dove lavorò in un night club con il nome d'arte di Queenie O'Brien e recitò in piccole parti non accreditate per diverse pellicole. La sua carriera cinematografica prese slancio quando conobbe il regista Alexander Korda, che si interessò a lei e la fece recitare nel ruolo di Anna Bolena nella pellicola Le sei mogli di Enrico VIII (1933), a fianco di Charles Laughton, mentre nel 1934 le fece interpretare la parte della moglie di Sir Percy Blakeney ne La Primula Rossa (1934), al fianco di Leslie Howard, con il quale la Oberon ebbe una breve relazione.
Dopo essere stata scritturata per il kolossal storico I, Claudius (1937), nuovamente sotto la direzione di Korda e al fianco di Charles Laughton, la Oberon dovette rinunciare alle riprese a causa di un grave incidente che costrinse la produzione ad abbandonare del tutto la realizzazione della pellicola. Le ferite riportate nell'incidente lasciarono profonde e indelebili cicatrici sul suo volto, pregiudicando la sua carriera professionale e la sua vita personale. Solo grazie all'abilità dei tecnici delle luci e dei truccatori dei suoi film, il pubblico non si accorse mai di questo tragico mutamento nel suo aspetto.
Grazie all'appoggio di Alexander Korda, che sposò nel 1939, la Oberon proseguì brillantemente la carriera, fino al punto di decidere di tentare l'avventura hollywoodiana. Quando Korda cedette parte del suo contratto al produttore statunitense Samuel Goldwyn, quest'ultimo ingaggiò l'attrice per farle interpretare il film L'angelo delle tenebre (1935) di Sidney Franklin, che le valse una candidatura all'Oscar alla miglior attrice. Successivamente la Oberon ottenne il ruolo di Cathy in Cime tempestose (1939) di William Wyler, tratto dal romanzo della scrittrice inglese Emily Brontë. Ad affiancarla come co-protagonista nel ruolo di Heathcliff fu Laurence Olivier; l'attore britannico aveva inizialmente tentato di imporre alla produzione per il ruolo di protagonista la propria compagna Vivien Leigh, ma senza esito: la Oberon si assicurò la parte di Cathy, e la Leigh si preparò a impersonare Rossella O'Hara, indomita eroina protagonista di Via col vento (1939) di Victor Fleming.
Nel settembre 1949 fu colpita da una tragedia personale: l'imprenditore italiano Giorgio Cini, con cui l'attrice era fidanzata all'epoca, morì sotto i suoi occhi in un incidente aereo, appena dopo il decollo dall'aeroporto di Cannes.