Carole Lombard nacque da una facoltosa famiglia a Fort Wayne (Indiana), nel 1908. I suoi genitori divorziarono nell'autunno del 1914 e la piccola Jane Alice (questo il suo vero nome), assieme ai fratelli più grandi Fred e Stuart, si trasferirono con la madre a Los Angeles.
La vivace ragazzina venne notata a soli dodici anni dal regista Allan Dwan, che la scritturò per un piccolo ruolo in Perfect Crime del 1921. Nel 1925 partecipò a un provino della Fox Pictures per il film di spionaggio Marriage in Transit: anche se non venne scritturata, la produzione non rimase insensibile al suo straordinario fascino, e così nacque l'attrice Carole Lombard .
Nel corso degli anni Venti recitò in piccoli ruoli per produzioni poco importanti, finché nel 1927 Mack Sennett la scelse per interpretare una delle Bellezze al bagno. Grazie a Sennett l'attrice imparò a gestire alla perfezione i tempi comici e uno stile di recitazione effervescente, che nel corso egli anni Trenta la trasformò nella regina della "screwball comedy", a partire dal suo primo grande successo: il brillante Ventesimo secolo (1934) del maestro Howard Hawks, al fianco di John Barrymore.
Seguirono altre popolari commedie romantiche, come I milioni della manicure (1935), La bisbetica innamorata (1936), Resa d'amore (1936), L'Impareggiabile Godfrey (1937), che le valse una nomination all'Oscar come Migliore attrice per il ruolo di un'affascinante ereditiera, e Nulla sul serio (1937), suo unico film in Technicolor, dove è in coppia con Fredric March.
Nell'ottobre del 1930 conobbe la star William Powell, che sposò otto mesi dopo. Il matrimonio durò solo tre anni, ma i due rimasero in ottimi rapporti, tanto da recitare anche in alcuni film assieme. Nel 1939 sposò Clark Gable, con il quale aveva girato Nessun uomo le appartiene, e andarono a vivere in un ranch a Encino, vicino Hollywood.
Dopo il fallimento del musical Il piacere dello scandalo (1938) la Lombard seppe riciclarsi come attrice drammatica, fornendo interpretazioni più complesse e sofisticate in film come Ritorna l'amore (1939), insieme a James Stewart, il melodramma Non puoi impedirmi d'amare (1939), in coppia con Cary Grant, lo strappalacrime Angeli della notte (1940), tratto dal romanzo d'appendice di A. J. Cronin, e Non desiderare la donna d'altri (1940).
Torno però alla commedia con due titoli memorabili: l'effervescente "re-marriage comedy" Il signore e la signora Smith (1941), una delle poche incursioni nel registro brillante del maestro del giallo Alfred Hitchcock, e il capolavoro di Ernst Lubitsch Vogliamo vivere! (1942), ironicamente il suo ultimo film, prima di morire nello stesso anno a causa di un disastro aereo nel Nevada, mentre era di ritorno dopo un tour di propaganda per vendere obbligazioni di guerra.
1937 Candidatura Miglior attrice protagonista per L'impareggiabile Godfrey
1942 Recitazione
1936 Recitazione
1934 Recitazione
1941 Recitazione