Pam Grier nació en Winston-Salem, North Carolina, hija de Gwendolyn Sylvia, enfermera, y Clarence Ransom Grier, mecánico y sargento técnico en la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Tiene una hermana y un hermano.

Fue descubierta por el director Jack Hill, quien la convocó para sus películas de mujeres en prisión como Cárcel de mujeres (1971) y The Big Bird Cage (1972). Se convirtió en una pionera de las películas de explotación negra de principios de la década de 1970, interpretando a mujeres grandes, audaces y asertivas, comenzando con Coffy de Jack Hill (1973), en la que interpreta a una enfermera que busca vengarse de los narcotraficantes. La película fue un éxito de taquilla, y Grier fue destacada como la primera mujer afroamericana en encabezar una película de acción, ya que las protagonistas de películas anteriores de explotación de negros eran hombres. En su reseña sobre Coffy, el crítico de cine Roger Ebert observó que Grier era una actriz de "rostro hermoso y forma asombrosa" y que poseía una especie de "vida corporal" que otras actrices carecían. Posteriormente, interpretó personajes similares en las películas de AIP como, Foxy Brown (1974), Friday Foster y Sheba, Baby (ambas en 1975).

En los ochenta, fue adquiriendo progresivamente papeles cada vez más complejos, entre los que se incluyen una prostituta en Distrito Apache: El Bronx (1981), una bruja en El carnaval de las tinieblas (1983) y la detective compañera de Steven Seagal en Por encima de la Ley (1988). Asimismo, participó como estrella invitada en Corrupción en Miami, Martin, Juzgado de guardia, El príncipe de Bel Air y Sparks, y también tuvo un papel recurrente en la serie de televisión Crime Story entre 1986 y 1988. Además, apareció en Sinbad, Preston Chronicles, El show de Bill Cosby, The Wayans Brother Show y Mad TV. En 1994, Grier participó en el video de Snoop Doggy Dogg para Doggy Dogg World.

Por otro lado, actuó en la obra de Sam Shepard Loco por amor, por la que ganó el premio NAACP Image a la Mejor Actriz en una Obra de Teatro 1984. También recibió el Best Awards por Frankie y Johnnie in the Claire de Lune y La lección del piano, de August Wilson.

A finales de la década de 1990, Grier fue miembro del reparto de la serie de Showtime Linc's. En 1997 protagonizó Jackie Brown, de Quentin Tarantino, una película que en parte rindió homenaje a las películas que protagonizó en años 70. Por su labor, la actriz fue nominada a un premio Globo de Oro a la Mejor Actriz y, en 1999 fue nominada a un premio Daytime Emmy por una actuación animada en The Empress Nightingale (Happily ever after fairy tales for every child), premio SAG de HBO a la mejor actriz en una actuación.

En 2010, Grier comenzó a aparecer en un papel recurrente en la exitosa serie de ciencia ficción Smallville como la villana Amanda Waller, también conocida como White Queen, agente principal de Checkmate, una agencia de operaciones encubiertas. Además, interpretó a la madre de Queen Latifah en la película Just Wright y en la película Larry Crowne escrita, dirigida y protagonizada por Tom Hanks y Julia Roberts, y la película Mafia con Ving Rhames.

También en 2010, escribió sus memorias Foxy: My Life in Three Acts con Andrea Cagan, un bestseller del New York Times, ganó el premio a la mejor memoria de la organización literaria afroamericana, 2010 y recibió el premio Golda Meir Center for Political Leadership 2010.

Recientemente hemos podido verla en la serie This is Us y Pam actualmente protagoniza la serie Bless This Mess para ABC, junto a Dax Shepard y Lake Bell.