Els seus pares foren el director d’orquestra Michael Flagstad i la pianista Marie Flagstad-Johnsrud, de qui rebé els primers rudiments musicals. Més tard, estudià cant al Conservatori d’Oslo amb E. Schytte-Jacobsen. El 1913 debutà al Teatre Nacional de la capital noruega en un petit paper a Tiefland ('Terra Baixa'), d’E. D’Albert. De seguida s’incorporà a la companyia del mateix teatre, on cantà bàsicament opereta. Després d’una discreta gira per França, del 1928 al 1932 formà part de la companyia del Teatre Municipal de Göteborg (Suècia). El 1933 debutà a Bayreuth, on interpretà papers secundaris wagnerians, però un any després feu de Sieglinde (La valquíria) i Gutrune (El crepuscle dels déus). Entre el 1935 i el 1941 actuà assíduament al Metropolitan de Nova York, sempre amb personatges wagnerians, malgrat una oferta per al paper titular de Norma, que rebutjà. Després de la Segona Guerra Mundial tornà a Noruega, des d’on viatjà a diferents teatres del món, entre els quals el Covent Garden i la Scala de Milà (on cantà El crepuscle dels déus sota la direcció de W. Furtwängler), sempre amb obres de R. Wagner, de qui es convertí en intèrpret de referència. Debutà al Gran Teatre del Liceu el 1950, i un any després hi rebé un sentit homenatge. Realitzà diversos enregistraments.