Estelle Merle O’Brian Thompson néven született, indiai édesanya és egy brit köztisztviselő, Arthur Terrence O'Brien Thompson gyermekeként. Franciául tanult, és táncleckéket vett. Mikor tizenhat éves lett, nagybátyja elvitte magával Londonba, ahol Oberon beiratkozott egy tánciskolába, és táncosként dolgozott a Café de Parisban. 1928-tól apró szerepeket kezdett kapni különböző filmekben, végül egy sorsdöntő napon megismerkedett Korda Sándorral, aki kiválasztotta Oberont Boleyn Anna szerepére a VIII. Henrik magánélete című történelmi filmhez, amellyel később Charles LaughtonOscar-díjat is nyert. Korda szárnyai alá vette Oberont, és kitalálta a nőnek új művésznevét. Oberon a médiának azt állította, hogy Tasmaniában született, és hogy Indiában nevelkedett, mert nem szerette volna, ha félvérsége miatt elítélik.
Legemlékezetesebb alakításának az Üvöltő szelek Kathyjét tartják, Laurence Olivier-vel oldalán. George Sandot formálta meg A Song to Remember című filmben, amely Chopin kiszínezett élettörténetét meséli el. Az 1950-es évekre a televízió képernyőjén folytatta a színészkedést, huzamosabb ideig alakított egy hadi tudósítót az Assignment Foreign Legion című sorozatban. Utolsó filmjei a Hotel és az Interval.
Magánélete és halála
1939–1945 között Korda Sándor felesége volt. 1945-ben hozzáment Lucien Ballard operatőrhöz, de második házassága is válással végződött. Harmadik férje Bruno Pagliai olasz származású mexikói kisiparos lett. Két fiút adoptáltak, Bruno Jr.-t és Franciscót. Negyedik férje, Robert Wolders színész később Audrey Hepburn, majd Leslie Caron társa is volt.
