Née à Inglewood, près de Los Angeles le 8 août 1921, Esther Williams a commencé à nager à l'âge de 8 ans et remporte à 17 ans le 100 mètres nage libre lors d'une compétition nationale. Elle aurait dû participer aux Jeux olympiques de 1940, mais ceux-ci furent annuler en raison de la Seconde Guerre Mondiale.

L'athlète se reycle alors dans le spectacle. Elle participe à un au show aquatique, aux côtés d'un autre champion de natation, Johnny Weismuller, l'interpète de Tarzan au grand écran.

Sa grâce athlétique, sa grande beauté, associées à un caractère bien trempé lui ouvrent les portes d'Hollywood. Esther Williams est engagée par la Metro-Goldwyn-Mayer et débute à l'écran dans Andy Hardy's Double Life (1942), où, détail amusant et fait exceptionnel dans sa futur carrière, elle ne joue pas le rôle d'une nageuse.

C'est avec la comédie musicale Le Bal des sirènes (1942) qu'elle devient "la sirène d'Hollywood". Elle enchaîne pendant 10 ans 18 films où elle incarne des rôles de nageuse dont La Première sirène (1952), qui raconte l'histoire de la championne de nage synchronisée Annette Kellerman. Les films dont elle était la vedette furent régulièrement classés dans le top 10 du box office de l'époque.

Williams, qui nageait chaque matin, était réputée pour son franc-parler. "Peu me reconnaissent quand je suis habillée", avait-elle déclaré en 1953 au président de l'époque Dwight Eisenhower qui lui demandait comment elle s'appelait.

Esther Williams avait dénoncé le harcèlement sexuel qui sévissait dans les studios à l'époque de sa jeunesse. Elle avait révélé avoir été agressée par des producteurs quand elle avait 17 ans. "J'ai détesté cela mais je ne pouvais pas me plaindre", avait-elle expliqué. "Nous nous taisions à l'époque. Sinon nous ne pouvions pas obtenir d'autre travail".

Ayant longtemps minimisé son talent - "Je ne sais pas jouer, je ne sais pas danser et je ne sais pas chanter. Les photos de moi ont été récupérées dans la poubelle de mon producteur" - elle avait eu ces mots plus tard pour la jeune star qu'elle avait été : "Je regarde cette fille et je l'aime. Je comprends maintenant pourquoi elle est devenue si populaire en terme d'audience. Il y avait une sorte de modestie chez elle, elle était très saine".