Fille de Walter Allan Linton et de son épouse Elizabeth (née Loomis), de son vrai nom Mildred Linton, voit le jour le 12 décembre 1909 à Ottumwa dans le sud-est de l'Iowa aux Etats-Unis Selon certaines sources, adolescente, Karen fut adoptée par une famille d'accueil qui s'installe à Hollywood où la jeune fille termine ses études à Hollywood High School.

Après sa scolarité elle s'inscrit à l'Université de Californie de Los Angeles pour des études de médecine, mais après une année de prépa, attirée par le théâtre, elle change d'orientation et s'inscrit à la Pasadena Playhouse.

A vingt ans, belle est gracieuse, elle attire l'attention du réalisateur Clarence Brown qui lui donne l'occasion de jouer aux côtés Greta Garbo, une courtisane dans « L'inspiratrice » (1930), Karen incarne Liane Latour, où la séquence de son suicide est d'une tragique intensité.

Sous contrat avec la MGM elle joue une espionne dans « Mata Hari » (1931) de George Fitzmaurice, aux cotés Greta Garbo la célèbre danseuse exotique adulée du public Français mais qui en réalité est une espionne au service des Allemands avec Ramon Novarro et Lionel Barrymore. Puis elle enchaine avec le chef-d'œuvre du film noir, « Scarface » ( (1932) de Howard Hawks, elle est Poppy la petite amie de Paul Muni un ptit voyou qui devient l'ennemi public n°1 avec George Raft et Boris Karloff.

Dans le drame politique « Washington mascarade » (1932) de Charles Brabin, Lionel Barrymore joue un sénateur américain, un ennemi redoutable de la corruption, il fait l'erreur de tomber amoureux et d'épouser la dangereuse Consuela (Karen Morley), qui à reçu la mission de le faire basculer dans la corruption pour laisser libre cours aux forces sinistres. Puis elle tient un rôle de maître chanteur dans le dramatique « Le fantôme de Crestwood » (1932) de J. Walter Ruben, elle attire ses anciens amants riches et puissants dans son domaine appelé Crestwood, possédant des renseignements les compromettants, elle a l'intention de leur extorquer de l'argent, contre son silence, mais sa stratégie se retourne contre elle, elle est assassinée.

Elle enrichit son casting avec le film d'aventures « Le masque d'or » (1932) de Charles Brabin, elle participe à une expédition britannique en Mongolie pour trouver l'Epée et le Masque d'Or de l'empereur Mongol Gengis Khan, mais Fu Manchu (Boris Karloff) kidnappe les membres de l'expédition et les soumet aux tortures pour leur faire révéler où se trouve le tombeau avec entre autres Lewis Stone, Charles Starrett et Myrna Loy.

Son intensité contenue se prête aussi aux thrillers comme « Le maître du crime » (1933) de John S. Robertson son mari (Otto Kruger) un criminologue la soupçonne d'avoir un amant (Nils Asther), il commet un meurtre parfait et s'arrange pour faire accuser son rival, mais le crime parfait n'existe pas !

En 1934, en désaccord avec son studio elle quitte la MGM, et devient une des premières actrices freelance à Hollywood.

Dans le film Michael Curtiz « Furie noire » (1935) traitant un drame social, Karen est la petite amie d'un mineur de charbon alcoolique, Paul Muni, un immigrant se retrouve pris dans une lutte amère entre les travailleurs en grève et les propriétaires de la mine avec William Gargan, Barton MacLane et J. Carrol Naish. Autre drame social chargé de mélancolie « L'amour est maître » (1935) de Reginald Barker, le Dr Holden (Ralph Bellamy) assisté d'Evelyn (Karen Morley) dirige un camp de misère pour les enfants atteints de la polio, avec Mickey Rooney jouant un paraplégique.

Boris Karloff et Karen Morley - Dans le film de 1932 : Le masque d'Or.

Elle brille dans la peau d'une femme d'affaire audacieuse à la tête d'une usine d'aviation « L'escadrille du diable» (1936) de Erle C. Kenton, où un escadron de pilotes audacieux est formé pour tester de nouveaux avions qui ont eu un taux de pertes élevé avec dans les rôles principaux Richard Dix et Lloyd Nolan.

Une autre création avec « Miss Scotland Yard » (1937) de Robart G. Vignola, elle incarne un détective pour Scotland Yard qui, assisté d'un journaliste américain (Robert Baldwin) ils reçoivent la mission de neutraliser un anarchiste (Eduardo Cianelli) qui utilise un rayon de la mort comme une menace punitive à l'ensemble de l'Angleterre , puis la même année dans le drame de guerre « Le dernier train de Madrid » de Frank Tuttle elle est la baronne Helene Rafitte qui fuit à bord d'un train la terrible guerre civile espagnole, Gilbert Roland, Lew Ayres et Dorothy Lamour complètent la distribution. Puis s'impose dans le rôle de Charlotte Collins l'épouse de (Melville Cooper) dans une œuvre marquante « Orgueil et préjugés » (1940) de Robert Z. Leonard, donnant la réplique à Laurence Olivier et Greer Garson.

Au début des années 40, elle se produit dans trois pièces de théâtre sur Broadway, dont la production originale « Le morse et le charpentier » (1941) dans laquelle elle a le rôle de Gerda puis celui de Théa Elvsted dans « Hedda Gabler » (1942) d'Ethel Borden et de Mary Cass Canfield et Catherine Wilson dans « Petite chérie » (1942) de Watson Barratt.

Fin des années 40 sa carrière bascule, étant supposée appartenir au parti communiste elle est appelée à témoigner devant le comité des activités anti-américaines, elle refuse de répondre à ces questions indécentes et déplacées. Son nom va garnir la longue liste noire des artistes interdits de travail à Hollywood.

Mise à l'index par les patrons des studios, ce n'est qu'en 1949, que Karen retrouve les plateaux de tournage mais ses rôles sont très secondaires voire de soutient, on la voit à peine dans le péplum « Samson et Dalila » de Cecil B. DeMille avec Hedy Lamarr et Victor Mature; suivi du thriller « M. le maudit » de Joseph Losey , son nom n'est pas cité au générique et pour son dernier film elle apparaît en 1953 dans le western de William Beaudine « Bill le justicier » avec Leif Erickson. En 1973, la télévision lui offre l'occasion de reprendre brièvement sa carrière d'actrice avec des rôles d'invités dans des séries télévisées telles que « Kojak », « Kung Fu et « Sergent Anderson » en 1975. Elle apparaît également dans un documentaire de 1993 sur la Grande Dépression.

Très active dans la vie sociale, Karen Morley était membre du Parti travailliste américain, elle s'est présentée sans succès au poste de lieutenant-gouverneur de l'État de New York en 1954. Plus tard, elle a été une militante de gauche dans divers groupes antifascistes dans la région de San Francisco.

Coté vie privée : Karen Morley a été successivement l'épouse du réalisateur Charles Vidor en 1932, un fils est né de leur union, après leur divorce en 1943, elle épouse l'acteur Lloyd Gough, il lui donna un deuxième fils, ils restèrent unis jusqu'au décès de celui-ci en 1984, ce dernier fut aussi victime du maccarthisme.

Au cours de ses dernières années. Karen Morley a vécu à Santa Monica, en Californie où elle y décède d'une pneumonie le 8 mars 2003 à l'âge de 93 ans.