Nazywana była "złotym dzieckiem Hollywood". Od trzeciego roku życia chodziła do szkoły tańca. W wieku 4 lat odkrył ją Charles Lamont, który był dyrektorem drugorzędnego studia Educational Pictures. Obsadził ją w serii zatytułowanej "The Baby Burlesques". Naśladowała w nich wielkie gwiazdy, jak np.: Marlena Dietrich.
Potem zagrała w swoim pierwszym ważnym filmie "Stand Up and Cheer" w 1934 r. Film od razu stał się przebojem, a Shirley podpisała siedmioletni kontrakt z Fox Productions. Nakręciła tutaj szereg popularnych obrazów, m.in. "Mała Miss Marker" (1934), "Złotowłosy brzdąc" (1935), "Mały pułkownik" (1935), "Biedna, mała dziewczynka" (1936), "Heidi" (1937), "Mała Miss Broadway" (1938) i "Mała księżniczka" (1939).
W 1935 dostała Nagrodę Specjalną Akademii.
Jej zarobki sięgnęły ok. 300 000 dolarów za tytuł. W filmach często bywała sierotą, odnajdującą wspaniały dom lub dzieckiem wychowywanym przez jednego rodzica, którego kojarzy z nowym partnerem. Zawsze znalazł się w nich czas na parę scenek tanecznych czy piosenek. Partnerowały jej w rolach dorosłych największe ówczesne gwiazdy, jak choćby Gary Cooper, Carole Lombard czy Victor McLaglen. Kiedy zaczęła dorastać, przeniosła się do MGM, gdzie nakręciła tylko jeden film. Następnie związała się kontraktem z Davidem O. Selznickiem i zagrała jako nastolatka w kilku jego produkcjach. Jednak żadna z nich nie odniosła większego sukcesu.
W 1950 r. definitywnie pożegnała się z kinem i przez kilka lat poświęciła się życiu rodzinnemu. Pojawiła się jeszcze w telewizyjnej serii "Shirley Temple's Storybook" (1958-59) i rozpoczęła karierę polityczną z ramienia Partii Republikańskiej. W 1976 w administracji prezydenta Geralda Forda otrzymała stanowisko szefa protokołu. Przez długi czas pracowała jako ambasador USA, pełniąc tę funkcję na placówkach w Ghanie i Czechosłowacji. W 1977 za całokształt twórczości otrzymała nagrodę od American Center of Films for Children.
