Walter Grauman wurde 1922 als Sohn der deutschen Einwandererfamilie Jakob und Irene Grauman in Milwaukee im Bundesstaat Wisconsin geboren. Sein Vater, Jacob Grauman, arbeitete als Präsident einer Filmverleihfirma. In seinen frühen Jahren lebte Grauman in Shorewood, Wisconsin, einem Vorort von Milwaukee, später studierte er an der University of Arizona. Während des Zweiten Weltkrieges leistete er seinen Militärdienst als Pilot in der United States Army Air Forces. Er flog 56 Kampfeinsätze über Europa auf Flugzeugen des Typs B-25 in der Twelfth Air Force und erhielt dafür die Auszeichnung Distinguished Flying Cross. Nach Kriegsende zog er nach Kalifornien, wo seine Mutter lebte.
Nachdem er einige Jahre als eigenständiger Unternehmer gearbeitet hatte, nahm Grauman schließlich eine Stelle als Regisseur bei den NBC-Studios in Los Angeles an. Während seiner Zeit dort entwickelte er ein Talent-Show-Programm, das großen Anklang fand. Der Filmproduzent Walter Mirisch leitete während der 1950er Jahre die Allied Artists Studios und lotste seinen Freund 1957 zum Film.
Von 1976 bis 1980 war Grauman mit der Schauspielerin Joan Taylor verheiratet. Am 20. März 2015 verstarb er im Alter von 93 Jahren in seinem Zuhause in Los Angeles an den Folgen herz- und gefäßbedingter Erkrankungen.