Després d’estudiar a la Universitat d’Estolcolm, amplià estudis a l’escola de Dartington Hall a Anglaterra. Fou cofundadora del Svenska Dansteater (1946) i es destacà com a coreògrafa, especialment en La Senyoreta Júlia , de Strindberg (1950). Fou coreògrafa del Ballet Reial Suec (1952-57), del New York City Ballet i de l’American Ballet Theatre (1958-64). El 1967 fundà el Ballet Cullberg, que ella mateixa dirigí fins al 1987, i també fou directora artística de la segona cadena de televisió sueca. Col·laborà també amb I.Bergman. Entre les seves obres es destaquen les tres versions de Romeu i Julieta (1944, 1955, 1969) i The Lady from the Sea (1960). El seu fill Mats Ek és, així mateix, un reconegut coreògraf.