Nancy Gates vyrůstala kousek od Dentonu v Texasu a již od malička měla sklony k herectví. Ve svých 9 letech poprvé vystoupila se svým vystoupením ve stepování. Její vystoupení mělo úspěch a ten samý rok se stala členkou dětského divadelního klubu Denton Kiddie Revue.
Svojí filmovou kariéru začala velice mladá, teprve ve svých 15 letech podepsala kontrakt s filmovou společností RKO. Orson Welles si jí vybral na konkurz pro jednu z rolí v jeho nově připravovaném filmu Skvělí Ambersonové (1942). Sice nezískala roli, na kterou dělala konkurz (role byla dána Anne Baxter), ale zahrála si ve filmu roli vedlejší. Její první větší role byla ve filmu Hitler's Children (1943), od tohoto filmu získala role ve spíše béčkových filmech žánru western nebo sci-fi. V roce 1948 si zahrála ve filmu Check Your Guns po boku Eddieho Deana. Objevila se také v několika vedlejších rolí, mezi její nejlepší filmy patří bez pochyby Some Came Running (1958) a Suddenly (1954), kde si zahrála po boku Franka Sinatry.
Nancy se věnovala také vedle herectví kariéře v rádiu, vystupovala v „The Orson Welles Show“ na CBS od roku 1941 do roku 1942. V „rádiové“ činnosti pokračovala do roku 1952, a poté se věnovala pouze a jen herectví.
V roce 1969 oznámila odchod do důchodu, aby se mohla více věnovat rodině. Provdala se za hollywoodského právníka a podnikatele J. Williama Hayese, kterého potkala v letadle, když ještě Hayese pracoval jako pilot. Měli spolu čtyři děti, dvojčata Cindy a Cathy a dva syny, kteří se stali hollywoodštími producenty, Jeffrey M. Hayes a Chip Hayes. Její manžel zemřel v roce 1992.