Après avoir appris la sténographie et le dessin industriel, Susan Hayward s'inscrit dans une agence de mannequins. Sa beauté lui permet d'accéder aux couvertures des magazines et d'être retenue pour les auditions du rôle de Scarlett dans Autant en emporte le vent. L'essai n'est pas concluant mais lui vaut d'être remarquée par la Warner qui lui offre un contrat.
Après quelques petits rôles, Susan Hayward fait ses véritables débuts dans Beau Geste (1939) de William Wellman, au côté de Gary Cooper et de Ray Milland. Rapidement, sa beauté rousse et son jeu énergique font d'elle une héroïne de western idéale. Le Passage du canyon (1946) de Jacques Tourneur ou Le Jardin du diable (1954) d'Henry Hathaway témoignent de son aisance au maniement du colt. Femme de tête, elle donne la réplique à des monstres sacrés tels que John Wayne, Gregory Peck, Robert Mitchum, Tyrone Power, Clark Gable ou Kirk Douglas. Mais le public semble la préférer dans des rôles plus féminins, où elle se livre à de grands morceaux de bravoure : alcoolique dans Une vie perdue (1946) de Stuart Heisler et dans Une femme en enfer (1955) de Daniel Mann, on la retrouve en délinquante condamnée à mort dans Je veux vivre (1958) de Robert Wise. Elle connaît un sommet de popularité au début des années 1950, quand elle tourne avec des réalisateurs prestigieux tels que Joseph Léo Mankiewicz (La Maison des étrangers, 1949), Henry King (Les Neiges du Kilimanjaro, 1952) ou Nicholas Ray (Les Indomptables, 1952). Réputée pour ses rôles dramatiques, Susan Hayward étonne dans une de ses rares comédies, I'd climb the highest mountain (1951) d'Henry King. Elle espace ses apparitions dans les années 1960.
Courts métrages 1938 | Campus Cinderella | Noel M. Smith |
| 1942 | A Letter from Bataan | William H. Pine |
| 1944 | Skirmish on the Home Front | Anonyme |
| 1967 | Think Twentieth | Richard Fleischer |
Longs métrages| 1938 | Comet Over Broadway Caprices d'un soir | Busby Berkeley |
| 1938 | Girls on Probation Jeunes filles en surveillance | William McGann |
| 1938 | Sisters (The) Nuits de bal | Anatole Litvak |
| 1939 | $1,000 a Touchdown [$1,000 a Touchdown] | James P. Hogan |
| 1939 | Beau Geste [Beau Geste] | William A. Wellman |
| 1939 | Our Leading Citizen | Alfred Santell |
| 1940 | Adam Had Four Sons La Famille Stoddard | Gregory Ratoff |
| 1941 | Among the Living | Stuart Heisler |
| 1941 | Reap the Wild Wind Les Naufrageurs des Mers du Sud | Cecil B. DeMille |
| 1941 | Sis Hopkins | Joseph Stanley |
| 1942 | Forest Rangers (The) La Fille de la forêt | George Marshall |
| 1942 | I Married a Witch Ma femme est une sorcière | René Clair |
| 1942 | Star Spangled Rhythm Au pays du rythme | George Marshall |
| 1942 | Young and Willing [Futures vedettes] = [La jeunesse se débrouille] | Edward H. Griffith |
| 1943 | Hit Parade of 1943 [Nouvel amour] | Albert S. Rogell |
| 1943 | Jack London | Alfred Santell |
| 1944 | And Now Tomorrow Le Bonheur est pour demain | Irving Pichel |
| 1944 | Fighting Seabees Les Marines attaquent | Edward Ludwig |
| 1944 | Hairy Ape (The) | Alfred Santell |
| 1946 | Canyon Passage Le Passage du canyon | Jacques Tourneur |
| 1946 | Deadline at Dawn | Harold Clurman |
| 1946 | Smash Up, the Story of a Woman Une vie perdue | Stuart Heisler |
| 1946 | They Won't Believe Me Ils ne voudront pas me croire | Irving Pichel |
| 1947 | Lost Moment (The) | Martin Gabel |
| 1948 | Saxon Charm (The) | Claude Binyon |
| 1948 | Tap Roots Le Sang de la terre | George Marshall |
| 1948 | Tulsa | Stuart Heisler |
| 1949 | House of Strangers La Maison des étrangers | Joseph L. Mankiewicz |
| 1949 | My Foolish Heart Tête folle | Mark Robson |
| 1950 | Rawhide L'Attaque de la malle-poste | Henry Hathaway |
| 1951 | David and Bathsheba David et Betsabée | Henry King |
| 1951 | I Can Get It for You Wholesale Vendeur pour dames | Michael Gordon |
| 1951 | I'd Climb the Highest Mountain | Henry King |
| 1952 | Lusty Men (The) Les Indomptables | Nicholas Ray, Robert Parrish |
| 1952 | President's Lady (The) Sa seule passion | Henry Levin |
| 1952 | Snows of Kilimanjaro (The) Les Neiges du Kilimandjaro | Henry King |
| 1952 | White Witch Doctor La Sorcière blanche | Henry Hathaway |
| 1952 | With a Song in My Heart Le Refrain de mon coeur | Walter Lang |
| 1953 | Garden of Evil Le Jardin du diable | Henry Hathaway |
| 1954 | Demetrius and the Gladiators Les Gladiateurs | Delmer Daves |
| 1954 | Soldier of Fortune Le Rendez-vous de Hong-Kong | Edward Dmytryk |
| 1955 | Conqueror (The) Le Conquérant | Dick Powell |
| 1955 | I'll Cry Tomorrow Une femme en enfer | Daniel Mann |
| 1955 | Untamed Tant que soufflera la tempête | Henry King |
| 1957 | Top Secret Affair Affaire ultra-secrète | Henry C. Potter |
| 1958 | I Want to Live ! Je veux vivre | Robert Wise |
| 1958 | Thunder in the Sun Caravane vers le soleil | Russell Rouse |
| 1959 | Woman Obsessed La Ferme des hommes brûlés | Henry Hathaway |
| 1960 | Back Street Histoire d'un amour | David Miller |
| 1960 | Marriage-Go-Round (The) Le Manège du ménage | Walter Lang |
| 1961 | Ada Le Troisième homme était une femme | Daniel Mann |
| 1963 | Stolen Hours Les Heures brèves | Daniel Petrie |
| 1963 | Where Love Has Gone Rivalités | Edward Dmytryk |
| 1964 | I Thank a Fool Choc en retour | Robert Stevens |
| 1965 | Honey Pot (The) Guêpier pour trois abeilles | Joseph L. Mankiewicz |
| 1967 | Valley of the Dolls La Vallée des poupées | Mark Robson |
| 1971 | Revengers (The) La Poursuite sauvage | Daniel Mann |