Winters vokste opp i Brooklyn i New York City. Hun hadde roller i skuespill teaterskolen satte opp, mens hun arbeidet i butikk og som fotomodell for å kunne betale teaterstudiene. Hun debuterte på Broadway i 1941, og spilte i sin første film, What a Woman!, i 1943. Det store gjennombruddet kom med rollen som en gravid fabrikkarbeider i filmen En plass i solen i 1951.
På 1970-tallet hadde Winters mange suksesser på Broadway.
Winters var åpen, livlig, temperamentsfull og politisk aktiv. Hun har vunnet Oscar to ganger, ved siden av at hun ble nominert for beste kvinnelige birolle for rollen i Poseidon-katastrofen. Vant i 1973 en Golden Globe for sin rolle i katastrofefilmen S.O.S. Poseidon.