Winters växte upp i Brooklyn i New York. Hon spelade med i skolpjäser och arbetade som affärsbiträde och fotomodell för att finansiera sina teaterlektioner. Broadwaydebut 1941. Filmdebuten skedde 1943 i What a Woman! Sitt stora genombrott fick hon 1951 som den gravida fabriksarbeterskan som dränks av sin förförare i filmen En plats i solen.
Under 1970-talet hade hon stora framgångar på Broadway.
I slutet av 1980-talet utgav hon sina memoarer. Hon var gift fyra gånger, bland annat med den italienskfödde skådespelaren Vittorio Gassman1952–54, med vilken hon fick en dotter, och åren 1957–60 med skådespelaren Anthony Franciosa.