La giovane Thelma Todd vorrebbe diventare insegnante, ma un suo compagno di scuola invia a sua insaputa la sua foto al concorso di "Miss Massachusetts". La ragazza è restia a parteciparvi, ma alla fine si lascia convincere, vi partecipa e lo vince. È il 1925. Il suo grande fascino e la sua incantevole verve le spalancano le porte del cinema, così nel 1926 debutta sullo schermo nel film Fascinating Youth, una commedia romantica prodotta dalla Paramount. L'anno seguente è accanto a Gary Cooper e a William Powell in Nevada, e a Richard Dix in The Gay Defender. Dal 1928 al 1929 interpreta venti film, che vanno dalla commedia, al dramma, dimostrando così di essere un'interprete estremamente versatile. L'avvento del sonoro non influisce affatto sulla sua carriera, come fa invece con tanti altri attori, che non possedendo una voce molto gradevole, si trovano da un giorno all'altro senza più lavoro (come John Gilbert, Clara Bow, Ramon Novarro,...). Indimenticabili le sue interpretazioni al fianco di Stan Laurel & Oliver Hardy: con la coppia di comici l'attrice recitò nei cortometraggi Unaccustomed as we are (Non abituati come siamo, 1929), Another Fine Mess (Un nuovo imbroglio, 1930), Chickens Come Home (I polli tornano a casa, 1931), On the Loose (In libertà, 1931), e negli indimenticabili lungometraggi The Devil's Brother (Fra Diavolo, 1933) e The Bohemian Girl (La ragazza di Boemia o Noi siamo zingarelli, 1936), che le danno l'opportunità di dimostrare appieno le sue spiccate doti di deliziosa attrice brillante. Da ricordare anche i due esilaranti film girati con i fratelli Marx: Monkey Business (1931) e Horse Feathers (I fratelli Marx al college, 1932). Nei primi anni '30 insieme ad un suo ex spasimante, Roland West, apre a cinque miglia da Santa Monica un locale notturno per il mondo del cinema, dove installa anche la sua abitazione: il "Thelma Todd's Sidewalk Cafè". Però quelli sono anche gli anni in cui viene immischiata negli affari di un noto gangster di origine italiana, Lucky Luciano, che oltre ad averla introdotta nel mondo degli stupefacenti, la spinge ad aprire una sala da gioco nel suo locale. Lei si rifiuta e, minacciata di morte dal gangster, si rivolge alla polizia. Ma Luciano lo viene a sapere. Il 16 dicembre 1935, Thelma viene trovata morta nella sua macchina, nel garage del locale che gestiva col suo socio. La morte sembra sia dovuta a monossido di carbonio, e pare che si tratti di suicidio. La posizione dell'attrice non è però naturale, ma come se il suo corpo fosse stato messo nell'automobile da qualcuno, e poi sembra strano che Thelma non avesse lasciato alcun biglietto. Inoltre ultimamente l'attrice aveva detto a tutti di essere felicissima, perché si era innamorata di un'importante uomo d'affari di San Francisco, che avrebbe raggiunto di lì a poco. Perché allora avrebbe dovuto uccidersi... Thelma Todd aveva solo trent'anni.