Глория Лаура Морган Вандербилт (англ. Gloria Laura Morgan Vanderbilt) родилась в Нью-Йорке в 1924 году. Она была единственным ребёнком в семье крупного железнодорожника Реджинальда Клейпула Вандербилта (1880—1925) и его второй супруги Глории Морган (1904—1965). После рождения, её, по традиции семьи Вандербилтов, крестили в Епископальной церкви, но спустя год, после смерти отца, её мать, будучи католичкой из Швейцарии, перекрестила дочь в традициях своего рода.
В возрасте одного года Глория Вандербилт стала наследницей половины доли в пятимиллионном целевом фонде её отца, который скончался в 1925 года от цирроза печени. Её мать, будучи в то время распорядительницей состояния дочери, часто возила её с собой в Европу, где они много времени проводили в Париже. Компанию им составляли няня Глории Додо, сыгравшая важную роль в её детстве, и сестра-близнец её матери Телма, встречавшаяся в то время с принцем Уэлльским Эдуардом.
Подобные разъезды из США в Париж отрицательно восприняла сестра отца Глории Гертруда Вандербилт Уитни и попыталась получить опеку над своей племянницей. В 1934 году началось громкое судебное заседание, сопровождавшееся множеством скандалов, плачем и воплями со стороны матери Глории, из-за чего судья неоднократно покидал зал суда, не в силах выносить происходившее там. В итоге Глория Морган проиграла дело и опеку над её дочерью получила Гертруда Вандербилт Уитни.
Детство Глории Вандербилт прошло в роскошном доме её тёти Гертруды на Лонг-Айленде в окружении её родственников, живших по соседству. Глории Морган разрешалось навещать дочь, но каждый её визит находился под зорким контролем, во избежании какого-либо её влияния на дочь.
Образование Вандербилт получила на Лонг-Айленде, обучаясь также в частных школах в Коннектикуте и Род-Айленде. Она также посещала семинары лиги студенов-художников Нью-Йорка, благодаря чему привила у себя большую любовь и тягу к искусству. Став совершеннолетней, она взяла под собственный контроль свой целевой капитал, при этом отказав в финансовой помощи своей матери, с которой в последующие годы поддерживала довольно натянутые отношения. Её мать прожила оставшуюся жизнь вместе со своей сестрой в Беверли-Хиллз, где и умерла в 1965 году.
На рубеже 1950-х и 1960-х годов Глория Вандербилт проявила себя в качестве актрисы, снявшись в нескольких телесериалах.
В конце 1960-х Вандербилт занялась разработкой собственной линии постельного белья, посуды и столовых приборов. В 1970-х она открыла для себя модельный бизнес, использовав первоначально своя имя в качестве бренда для линии шарфов. В 1976 году по предложению одной из индийских модельных корпораций, Вандербилт запустила собственную линию джинсов, на задних карманах которых был скрипт с её именем и логотипом в виде лебедя. Вскоре бренд «Gloria Vanderbilt» перешёл и на линию блузок, обуви, изделий из кожи, ликёров, парфюмерии и различных аксессуаров. Со временем джинсы Глории Вандербилт, как и джинсы «Calvin Klein» и «Armani», стали классической фирменной маркой, завоевавшей большую популярность по всему миру.
На протяжении всей своей жизни Глория Вандербилт, помимо участия в модельном бизнесе, была весьма заметной светской персоной, принимая участие во многих общественных мероприятиях.
К настоящему времени Глория Вандербилт продала права на все марки с её именем и не участвует в модельном бизнесе. Парфюмерию «Gloria Vanderbilt» в последние тридцать лет выпускала компания «L’Or?al».
Летом 2009 года в свет вышла её автобиография «Obsession: An Erotic Tale» (рус. Одержимость: Эротические рассказы), получившая пристальное внимание в СМИ и-за откровенного описанию её многочисленных любовных романов.
В 1941 году, будучи 17-летней девушкой, Глория Вандербилт перебралась в Голливуд, где в том же году вышла замуж за агента Паскуале ДиЧикко. Первый брак в её жизни оказался недолговечным и завершился разводом в 1945 году.
Сразу же после развода она вновь вышла замуж, и на этот раз её избранником стал дирижёр Леопольд Стоковский. Родив от супруга двух сыновей, Леопольда Станислава в 1950 и Кристофера в 1952 году, Вандербилт развелась с мужем.
Её третьим супругом был знаменитый режиссёр Сидни Люмет, свадьба с которым состоялась летом 1956 года. После семи лет брака и неудачной попытки Люмета покончить с собой из-за их разрыва, пара всё же развелась в 1963 году.
Зимой того же года Вандербилт в очередной раз вышла замуж, за писателя Уайетта Эмори Купера. Этот брак стал единственным, который завершился не разводом, а смертью её супруга — Купер умер в 1978 года во время операции на открытом сердце. Её старший сын от этого брака, Картер Вандербилт Купер, в 1988 году в возрасте 23 лет покончил жизнь самоубийством, выпрыгнув на глазах у матери, тщетно пытавшейся его остановить, из окна семейных апартаментов на 14-м этаже. Младший сын, Андерсон Купер, стал моделью, а также репортёром на канале CNN.
Многие годы Глория Вандербилт поддерживала романтические отношения с фотографом и музыкантом Гордоном Парксом, которые завершились с его смертью в 2006 году.
История судебных разборок в детстве Глории Вандербилт легла в основу минисериала на канале NBC под названием «Маленькая Глория», вышедшего на экраны в 1982 году и получившего шесть номинаций на премию «Эмми», а также на «Золотой глобус».