Su primer largometraje se tituló Fourteen hours. Poco tiempo después logró su primer gran éxito junto a Gary Cooper en Solo ante el peligro. Luego vendrían títulos tan conocidos como Mogambo, al lado de otro de los grandes del cine clásico, Clark Gable, y por supuesto sus películas con Alfred Hitchcock: Crimen Perfecto, La Ventana indiscreta y Atrapa a un ladrón. Para Hitchcock Grace Kelly representaba el tipo ideal de heroína: una mujer rubia, sofisticada, elegante, distante, de apariencia fría pero apasionada por dentro.

Ganó un Oscar a la mejor actriz en 1955 por La Angustia de Vivir e intervino en títulos tan conocidos como El Cisne o Alta sociedad, una versión musical de Historias de Filadelfia con Frank Sinatra y Bing Crosby encabezando el reparto.

Cuando se comprometió con el Príncipe Rainiero de Mónaco, Grace Kelly abandonó el cine. Después de su boda se dedicó en cuerpo y alma a dar brillo, glamour y renombre internacional a ese pequeño estado del que era Princesa. Creó el baile anual de la Cruz Roja, que se convirtió en una obligada cita veraniega para la jet set, y el casino de Montecarlo volvió a llenarse de millonarios y famosos.

Pero, a diferencia de muchas de sus películas, la vida de Grace Kelly no pudo tener un final feliz. Después de su mortal accidente se desató todo un abanico de rumores. Se dijo que los médicos no supieron ver la gravedad de sus heridas; que mientras conducía discutía violentamente con Estefanía porque la joven princesa quería ir a vivir con su novio, el hijo de Jean-Paul Belmondo. Otras informaciones apuntaban que era la propia Estefanía la que conducía el coche y que su falta de experiencia y el exceso de velocidad fueron las causas reales del accidente.