Attrice. Figlia di un insegnante di inglese, poco dopo la sua nascita la famiglia si trasferisce a Los Angeles , per motivi di lavoro. Durante gli studi alla High School le viene chiesto di fare un provino per un film di Orson Welles ma non ottiene la parte. Quindi entra alla UCLA per studiare arte drammatica. Dopo aver vinto diversi concorsi di bellezza, nel 1943, in piena seconda guerra mondiale, viene messa sotto contratto dalla 20th Century Fox per ruoli spesso in costume da bagno, che la mettono in concorrenza con Betty Grable, per i titolo di ragazza più ammirata dai soldati impegnati al fronte. Tra i film più importanti si ricordano "Due donne e un purosangue" (1944) di Henry Hathaway, "Vittoria alata" (1944) di George Cukor, "Festa d'amore" (1945) di Walter Lang. Per molto tempo incarna, nell'immaginario collettivo del cinema a stelle e strisce, la classica ragazza della porta accanto. Nel 1949 la Fox cerca attrici di colore per "Pinky, La Negra Bianca" di Elia Kazan, ma alla fine opta per la Crain, una celebrità bianca. La decisione fa molto discutere, tanto che se ne occupa anche la Corte Suprema, dopo che il film viene bandito in alcune cittadine del Sud. La polemica rende ancora più famosa la Crain che per quel film ottiene anche la nomination all'Oscar. Proprio nello stesso periodo sposa l'attore Paul Brinkman, da cui ha sette figli. Negli anni '60 è ancora attiva, interpretando film come "Nefertite la regina del Nilo" (1961) e "Inferno a Madison Avenue" (1962). Nella prima metà degli anni Settanta lascia l'attività e si ritira col marito in un ranch in California ma continua a ricevere numerose lettere da parte degli ammiratori. Muore a 78 anni nella sua casa per un attacco di cuore.