Marie Magdalene Dietrich von Losch 1901. december 27-én született. Apja, majd annak halála után mostohaapja is katonatiszt volt, így gyermekkorában nemcsak zongorázni, hegedülni, sütni-főzni, franciául beszélni tanult meg, hanem gyűlölni is a porosz drillt. Berlinben Max Reinhardt színi iskolájában tanult, de statisztálásnál többre nem vitte. Megismerkedett viszont Rudolf Sieber rendezővel, aki 1924-ben feleségül vette. A rövid házasságból egy lány született, így Marlene már anyaként lett világsztár. Josef von Sternberg rendező állítólag egy kabaréban üldögélve figyelt fel a színpadon éneklő lányra, és rá osztotta Kék angyal című filmje főszerepét. Lola, az életunt bárénekesnő szerepéből főként Dietrich hosszú lába emlékezetes, a filmcsillagot ezután sokszor fényképezték lentről felfelé haladva, a hangsúlyt egymillió dollárra biztosított lábára helyezve.

A formás végtagok először 1930-ban léptek amerikai földre: gazdájukat a Paramount stúdió szerződtette „a végzet asszonyának”, kimondottan is Greta Garbo riválisának. Bár kezdetben kiejtési gondjai voltak, Marlene néhány év alatt a legjobban kereső sztárok közé küzdötte fel magát, igaz, a pénzt el is költötte ruhákra, könyvekre, általában a művészetekre. Amikor a nácik a „német filmipar uralkodó királynőjének” hívták – vagy inkább rendelték – haza, nemet mondott, sőt amerikai állampolgárságért folyamodott. Marlene minden eszközzel segítette a fasizmus elől menekülő emigránsokat, akikre olykor maga főzött, egyik „kosztosával”, a francia Jean Gabinnel egymásba is szerettek. A második világháború idején minden más hírességnél több hadi kötvényt jegyzett, a fronton, nem egyszer életveszély közepette szórakoztatta a katonákat, így a háború végén tiszti rangot, a legmagasabb amerikai és francia polgári kitüntetést is megkapta.

Hollywoodba visszatérve a legnagyobb rendezőkkel dolgozott, bár soha nem titkolta, hogy nem különösebben érdekli a filmezés és nem is volt könnyű vele együtt dolgozni. A stúdióknak mégis szükségük volt nevére és hírnevére, neki pedig a nem csekély gázsira, így újra és újra a kamera elé állt. Talán legismertebb filmje A vád tanúja és a politikai állásfoglalását is tükröző Ítélet Nürnbergben. Szerepelt vígjátékokban, könnyebb darabokban is, Oscar-díjra csak egyszer, 1931-ben jelölték – igaz, ő volt az első német színésznő, akit ez a megtiszteltetés ért. A rekedtes hangú Dietrich sanzonénekesként is tomboló sikereket aratott, dalestjein mindig elénekelte a második világháborúban a front mindkét oldalán népszerű Lili Marleen című katonadalt, és elhangzott az elesett katonákról szóló Hova tűnt a sok virág is németül. A világon mindenhol tomboló lelkesedés fogadta, csak Németországban tüntettek nem egyszer „a hazaáruló” fellépései ellen. Szülővárosa, Berlin a megbékélés gesztusaként halála után tíz évvel fogadta díszpolgárává nagy szülöttét, Marlene Dietrich nevét ma utca és tér viseli a német fővárosban.

Karrierjének 1975-ben combnyaktörés vetett végett, ezután már nem állt színpadra, kamera elé is csak egyszer: az 1978-as Csak egy dzsigoló azonban a sztárparádé dacára bukásnak bizonyult. Élete végén – akárcsak egykori nagy hollywoodi vetélytársa, Greta Garbo – teljes visszavonultságban élt Párizsban, utolsó éveiben az ágyhoz kötve. Az 1986-ban róla készült dokumentumfilmben arcát már nem engedte megmutatni, a közönség emlékezetében régi szépségében akart megmaradni. A külvilággal telefonon tartotta a kapcsolatot, szinte csak lánya látogathatta. Marlene Dietrich 1992. május 6-án, 90 évesen halt meg Párizsban, végakaratának megfelelően Berlinben temették el.

A forgatásokon mindig ragaszkodott ahhoz, hogy legyen tükör a közelben, így folyamatosan ellenőrizhette sminkjét és frizuráját. Fotóin – ha nem volt magával elégedett – tollal karcsúbbra retusálta alakját, forgatásnál ügyelt az előnyös megvilágításra. Bár számtalan férfival és nővel hozták kapcsolatba, viszonyait diszkréten kezelte. Híres szakácsnő, szenvedélyes takarító és kiváló nagymama volt, leginkább az emberi butaságot gyűlölte.