Interprete di personaggi scanzonati e affabili, eclettico nel ballo e innovativo nella coreografia, Kelly portò uno stile di danza energico e atletico in alcuni tra i maggiori musicalstatunitensi, come Un americano a Parigi (1951) e Cantando sotto la pioggia (1952).
Gene era figlio di James Kelly, un commerciante di grammofoni di Peterborough in Ontario, e di Harriet Curran, entrambi nati da immigrati irlandesi di Derry. Terzo di cinque fratelli - Jay, Jim, Gene, Louise e Fred - il piccolo Gene venne incoraggiato dalla madre a intraprendere gli studi di danza fin da bambino, assieme al fratello minore Fred, con il quale lavorerà in duo con il nome di "The Kelly Brothers" in spettacoli amatoriali. Nel 1932 inaugurò il "Gene Kelly Studio of the Dance", una scuola di danza con sede sia a Pittsburgh che a Johnstown, in cui insegnerà assieme ai fratelli Fred e Louise. Si diplomò alla Peabody High School e frequentò l'Università di Pittsburgh, dove entrò nella confraternita Phi Kappa Theta e conseguì nel 1933 la laurea in Economia.
Agli inizi della sua carriera a Broadway, apparve nello spettacolo Leave It To Me di Cole Porter, in qualità di ballerino di supporto della cantante Mary Martin, durante l'esecuzione del numero My Heart Belongs to Daddy. Nel 1940 ottenne il ruolo principale nel musical Pal Joey di Richard Rodgers e Lorenz Hart, che gli fece guadagnare fama a livello nazionale. In questo periodo lavorò inoltre come coreografo in diversi spettacoli, inclusa la produzione di Best Foot Forward (1941).
la danza sotto la pioggia in una famosissima e imitatissima scena di Cantando sotto la pioggia; una scena filmata in due giorni mentre era ammalato con 39.4°C di febbre.
la danza con un'asse scricchiolante e un giornale in L'allegra fattoria.
Fu il primo artista statunitense a coreografare e mettere in scena un balletto all'Opéra di Parigi.
Ultimi anni e morte
Durante gli anni Novanta Kelly subì un peggioramento delle condizioni di salute. Nel 1994 fu colpito da un ictus e venne ricoverato per alcune settimane allo UCLA Medical Center. Un secondo ictus, di minor entità, lo colpì nel febbraio 1995, con conseguente ricovero al Cedars-Sinai Medical Center. Kelly morì nel sonno il 2 febbraio 1996, nella sua residenza di Beverly Hills, California, all'età di 83 anni. Il suo corpo venne cremato.
Vita privata
Kelly si sposò tre volte:
nel 1940 con l'attrice Betsy Blair, da cui ebbe la figlia Kerry e da cui divorziò nel 1957;
nel 1960 con la coreografa Jeanne Coyne, che morì nel 1973. Dal matrimonio nacquero Bridget e Timothy;
dal 1990 fino alla morte con Patricia Ward.
Cresciuto in una famiglia cattolica, divenne agnostico dopo l'appoggio dato dalla Santa Sede a Francisco Franco. Fu simpatizzante del Partito Democratico.
Nel 1952 Kelly venne insignito di un Oscar onorario "in apprezzamento della sua versatilità come attore, cantante, regista e ballerino, e in particolare per i suoi spettacolari successi nell'arte della coreografia cinematografica". Il premio gli venne nuovamente consegnato durante la cerimonia degli Academy Awards del 1984, dopo che la statuetta andò perduta in un incendio che aveva distrutto la residenza dell'attore l'anno precedente.
Nelle versioni in italiano dei suoi film, Gene Kelly è stato doppiato da:
Adolfo Geri in: Mademoiselle du Barry, Due marinai e una ragazza (Canta che ti passa), I tre moschettieri, Facciamo il tifo insieme, Un giorno a New York, La legge del silenzio, L'allegra fattoria, Un americano a Parigi, Cantando sotto la pioggia, Destinazione Parigi, Les Girls
Giuseppe Rinaldi in: La croce di Lorena, I lupi mannari, Il siluro della morte, È sempre bel tempo, Vertigine, ...e l'uomo creò Satana, Hollywood... Hollywood
Sergio Di Giulio nei ridoppiaggi di: Due marinai e una ragazza (Canta che ti passa) e Facciamo il tifo insieme
L'attore viene citato nel testo del brano Take Away My Pain del gruppo statunitense Dream Theater.
L'attore viene citato nel testo del brano Vogue di Madonna.
Nel 1994 il pattinatore canadese Kurt Browning ripropone su ghiaccio il balletto di Singing in the Rain all'interno dello special televisivo You Must Remember This. Browning successivamente propone per la prima volta il numero in una competizione nel 2012 al Medal Winners Open, una gara riservata agli atleti già vincitori di una medaglia in una delle competizioni più importanti, classificandosi secondo.
Nel 2003 l'attore Jackie Chan omaggia la famosissima scena di Cantando sotto la pioggia nel film 2 cavalieri a Londra, coreografando un elegante combattimento con gli ombrelli, con in sottofondo le note di Singing in the Rain.
Nel film Un americano a Roma, il personaggio di Nando Mericoni, interpretato da Alberto Sordi, afferma più volte di aspirare ad essere come il ballerino statunitense.
Appare in una puntata de I Griffin in cui balla con Stewie (stagione 6 ep.9).