A negyvenes évek közepén kezdte karrierjét a Broadway-n, 1945-től már főszerepet is játszott a Born Yesterday színpadi változatában, ami aztán az első filmes főszerepe is lett, és amely meghozta neki az Oscar-díjat is. Színházi szerepeket később is vállalt, bár az 50-es évek első felében egyértelműen a filmben látta a jövőjét.
A fiúsan rövid, szőke hajú, állítólag 170 feletti IQ-val rendelkező színésznőre jellemzően nem túl intelligens fiatal női karaktereket osztottak, amiről ő azt mondta, hogy "Okosnak kell lenned, hogy újra és újra eljátszd az ostoba szőkét, és a közönség figyelmét is megtartsd kivételes testi adottságok nélkül is".
Első fontosabb szerepét az Ádám bordájában alakította, Katherine Hebburn és Spencer Tracy mellett. Hepburn nagyon tehetségesnek tartotta a fiatal színésznőt - annyira, hogy azt a pletykát is hajlandó volt elterjeszteni, miszerint Judy lejátszotta őt és Tracey-t a vászonról, hogy ezzel növelje az érdeklődést iránta.
Jack Lemmon bemutatkozó filmjében is ő volt a női főszereplő (It Should Happen to You), és még egy alkalommal játszhattak együtt, ezúttal (frissen elvált) házaspárt alakítva A válás című filmben. Mindkettő könnyed vígjáték egy olyan korból, amikor Amerika még nem veszítette el az ártatlanságát.
A filmek listájáról hiányzik a Full of Life (1956), egy szerényebb sikerű dráma-komédia. Az ötvenes évek elején Holliday-nek meg kellett jelennie az amerika-ellenes bizottság előtt, és ugyan az eljárás végén felmentették a vádak alól, ezt eléggé megsínylette a karrierje, és jóval kevesebb filmszerepet kapott az évtized végéig. Ekkor ismét előtérbe került a színház, és egy lemezt is kiadott, ugyanis kiválóan énekelt.
A színpadon hosszú ideig játszott szerepét ismételte meg utolsó filmjében, a Szólnak a harangokban Dean Martin oldalán. A musical nagy siker volt, énekesi tehetségét is megmutathatta benne.
Ekkor, 1960-ban derült ki, hogy emlőrákja (más források szerint torokrákja) van, amit megműtöttek, de ezt követően már filmszerepet nem vállalt, igaz színpadon tovább dolgozott pár évig. Új párjával, a dszesszzenész Gerry Mulligannel zenét szereztek (Judy a szövegeket írta), és egy lemezt is felvettek Gerry zenekarával, amely csak 1980-ban jelent meg ("Holliday with Mulligan", a Youtube-on megtalálható).
A filmjeit talán nem jegyzik a legismertebbek között, de tartalmas kikapcsolódást jelenthetnek, ha valaki úgy érzi, már mindent látott ebből az időszakból. Érdekesség, hogy Madonna a legfontosabb példaképei között említette (és egyik korszakában kifejezetten hasonlított is rá).
A színházi karrierje 1963-ig tartott, nyilvánosan is ebben az évben jelent meg utoljára (a What's My Line vetélkedő vendégeként). A betegségét nem sikerült leküzdenie, 1965-ben, 43 éves korában vitte el.