Enfant, Ruby Keeler déménage avec sa famille à New York et grandit dans un milieu pauvre du quartier est du centre-ville. Elle commence à prendre des leçons de danse à 10 ans et apprend les claquettes. En 1923, elle a 13 ans et commence sa carrière en dansant avec la troupe de The Rise of Rosie O'Reilly, une production sur Broadway de George M. Cohen. Quand le producteur légendaire Flo Ziegfeld la remarque dans la comédie musicale Lucky, il lui offre un contrat pour jouer dans Whoopee aux côtés d'Eddie Cantor.

Avant le début de Whoopee sur Broadway, Ruby Keeler va à Hollywood pour jouer un petit rôle dans Show Girl in Hollywood. C'est à Hollywood qu'elle épouse le chanteur Al Jolson (vedette de la première émission-débat, The Jazz Singer) en 1928. Elle retourne à New York avec Jolson, mais repart presque aussitôt à Hollywood, où elle a une brève mais mémorable carrière dans le cinéma. Dans son premier long métrage, 42nd Street (1933; v.f. 42e rue), Keeler joue une danseuse de music-hall qu'on envoie soudainement sur scène pour remplacer la danseuse principale souffrante. Le directeur lui lançant cette phrase immortelle : « C'est une jeune femme qui monte sur scène, mais c'est une vedette qui dois en redescendre! »

Ce film est suivi par des comédies musicales de claquettes de Warner Bros., qui deviennent des classiques du genre grâce aux routines spectaculaires et géométriques chorégraphiées par Busby Berkeley : Gold Diggers (v.f. Chercheuses d'or) en 1933, Footlight Parade en 1933 et Dames en 1934. Ruby Keeler apparaît dans son dernier film en 1941, divorce de Jolson et se retire de la scène pour élever une famille avec son deuxième mari.

Avec l'intérêt renouvelé pour les films de Busby Berkeley à la fin des années 1960, Ruby Keeler fait un bref retour sur scène à l'âge de 61 ans et exécute quelques numéros de claquettes en 1971 dans une pièce sur Broadway acclamée par la critique et qui fait concurrence à No, No Nanette.