Kellyho taneční trénink začal ve 14 letech, když se zapsal do taneční školy v Pittsburghu v Pensylvánii. Později studoval na University of Pittsburgh a Carnegie Institute of Technology. Po absolutoriu působil jako tanečník ve estrádě a na Broadwayi. V roce 1938 podepsal smlouvu s Metro-Goldwyn-Mayer (MGM) a debutoval ve filmu v muzikálu Rosalie (1937).
První velký filmový úspěch Kelly přišel v muzikálu For Me and My Gal (1942). V tomto filmu tančil s Judy Garland a předvedl nezapomenutelné stepařské číslo nazvané „The Trolley Song“. Kellyho hvězdná síla dále stoupala s vydáním Singin' in the Rain (1952), který je považován za jeden z největších muzikálů všech dob. V tomto filmu Kelly předvedla několik ikonických tanečních čísel, včetně "Singin' in the Rain", "Make 'Em Laugh" a "Good Morning".
Kelly pokračoval v natáčení hudebních filmů v průběhu 50. a 60. let. Mezi jeho nejpozoruhodnější filmy patří Američan v Paříži (1951), The Band Wagon (1953), Brigadoon (1954) a Hello, Dolly! (1969). Kromě své filmové kariéry Kelly také režíroval a produkoval několik televizních pořadů, včetně The Gene Kelly Show (1957-1958) a Going My Way (1962-1963).
Gene Kelly byl jedním z nejvlivnějších tanečníků 20. století. Pomohl k popularizaci stepu a stal se nedílnou součástí hudebních filmů. Byl také dokonalým hercem, zpěvákem a režisérem. Odkaz Gene Kellyho nadále inspiruje tanečníky a filmaře po celém světě.