Fill d’immigrants antillans, a vuit anys anà a viure a Jamaica, i tornà a Nova York el 1939, a Harlem, on visqué en la pobresa. Després d’abandonar els estudis secundaris, s’allistà a l’exèrcit i combaté a la Segona Guerra Mundial. Posteriorment, estudià art dramàtic a l’escola de Nova York d’Erwin Piscator, i començà a actuar a l’American Negro Theater.
Com a cantant, rebé el suport de Miles Davis i Charlie Parker, i creà un estil propi, combinació de jazz, pop i folk amb una acusada preferència per les músiques antillanes. Amb el disc Calypso (1956), que conté la cançó Banana Boat i que fou el primer LP dels EUA del qual es vengueren un milió de còpies, posà de moda el ritme antillà del calipso els anys cinquanta —era conegut com “el rei del calipso”— i l’internacionalitzà. Els seus nombrosos discs obtingueren un gran èxit, i guanyà diversos premis Grammy.
El 1953 debutà a Broadway amb la producció John Murray Anderson’s Almanac, que li valgué un premi Tony. El mateix any inicià una trajectòria al cinema, actuant o interpretant la banda sonora de prop de quaranta films al llarg dels anys següents. Entre d’altres, cal esmentar l’adaptació del musical Carmen Jones (1954), dirigida per Otto Preminger; Island in the Sun (1957), de Robert Rossen; The World, the Flesh and the Devil (1959), de Ranald McDougall; Buck and the Preacher (1972), de Sidney Poitier, i Kansas City (1996), de Robert Altman.
Presentador i productor de televisió, i el primer artista negre que guanyà un premi Emmy (1960). Els anys cinquanta i seixanta canalitzà la seva fama en la lluita pels drets civils i la igualtat racial, i més tard se centrà en causes com la defensa dels infants (ambaixador de bona voluntat de l’UNICEF, 1987), i les campanyes contra la sida, la fam a l’Àfrica, l’apartheid i la guerra de l’Iraq. El 2014 rebé el premi Jean Hersholt Humanitarian, l’Oscar honorífic en reconeixement de la tasca humanitària.