Au cinéma, Gloria Talbott débute enfant (un petit rôle non-crédité) dans le film musical Le Chant du printemps de Robert Z. Leonard (avec Jeanette MacDonald et Nelson Eddy), sorti en 1937. Suivent deux autres films (où elle est également non-créditée) à l'adolescence, l'un sorti en 1944 ; l'autre est Le Lys de Brooklyn d'Elia Kazan (avec Dorothy McGuire et Joan Blondell), sorti en 1945.
Adulte, elle contribue à seulement vingt-quatre autres films américains, les deux premiers sortis en 1952, dont Cinq mariages à l'essai d'Edmund Goulding (avec Ginger Rogers et Victor Moore). Son dernier sort en 1966, année où elle se retire définitivement pour se consacrer à sa famille.
Entretemps, mentionnons la comédie La Cuisine des anges de Michael Curtiz (1955, avec Humphrey Bogart, Aldo Ray et Peter Ustinov), le mélodrame Tout ce que le ciel permet de Douglas Sirk (1955, avec Jane Wyman et Rock Hudson), le film d'horreur La Fille du Docteur Jekyll (en) d'Edgar G. Ulmer (1957, avec John Agar et Arthur Shields), ou encore le western Ne tirez pas sur le bandit de Norman Z. McLeod (1959, avec Bob Hope et Rhonda Fleming).
Pour la télévision, Gloria Talbott tourne dans quatre-vingt-une séries entre 1951 et 1966, dont Zorro (quatre épisodes, 1959), Au nom de la loi (trois épisodes, 1958-1960) et Perry Mason (quatre épisodes, 1961-1966). S'y ajoute un téléfilm diffusé en 1953.
