Formé à la danse dès l'enfance, excellent en sport et en athlétisme, il fait des études à l'université de Pittsburgh, dont il met en scène les spectacles annuels. Après divers emplois, il ouvre et dirige avec succès le studio de danse familial, tout en paraissant dans des productions locales au côté de son frère Fred (1931-1937). Il travaille alors la danse classique avec Bernice Holmes et Ella Daganova, rêvant de tenter sa chance à Broadway comme chorégraphe. Il y débute dans Leave It to Me (1938), mais c'est le rôle-titre de Pal Joey (1940, R. Alton) qui lui apporte le succès ainsi qu'un contrat à la MGM, où il fait ses débuts cinématographiques dans For Me and My Gal (1942, réal. Busby Berkeley). Il y reste quinze ans, intégré au groupe formé par A. Freed, paraissant dans une quarantaine films. 

Son style personnel, qui mélange danse classique, danse moderne, claquettes et soft shoe, son habileté à intégrer des accessoires à ses chorégraphies, sa créativité permanente vont jouer après la Seconde Guerre mondiale, un rôle essentiel dans la relance de la comédie musicale. Avec S. Donen, son ancien assistant et coréalisateur, il va changer l'intervention de la danse dans le film musical, quittant le monde féerique des années 1930 pour celui de la réalité urbaine. Intéressé par le développement des possibilités cinématiques de la danse, il expérimente sans cesse avec les lumières, les techniques de caméra, les effets spéciaux pour créer des numéros originaux et intégrer plus intimement la danse au reste de l'action. Dans sa recherche permanente d'un langage différent de celui de la scène, conscient des possibilités offertes par le mariage de la technologie et de l'art, il est le premier à les pousser au bout de leurs limites, amenant ainsi la danse filmée à maturité. Il introduit des innovations telles l'écran séparé et l'image double dans le numéro « alter ego » (Cover Girl [La Reine de Broadway], 1944, réal. Charles Vidor, Col.), la danse au côté d'un personnage animé (Anchors Aweigh) la prise de vue en décors naturels (On the Town, 1949), la présentation des différents aspects du personnage principal féminin par un montage dansé sans parole.

Son style original, athlétique, viril, acrobatique, typiquement américain, semble transformer le monde entier en royaume de la gaieté et de la danse, une expression de l'éternelle jeunesse. « He had plenty of ginger but no Ginger », a déclaré le romancier John Updike dans une étude sur Kelly, car, contrairement à F. Astaire, il n'a jamais eu de partenaire stable avec qui il aurait pu former un duo. L'image retenue n'est donc pas celle d'un Kelly faisant la cour mais plutôt celle d'un Kelly se donnant en spectacle. Il semble au mieux de lui-même lorsqu'il fait le clown avec Frank Sinatra dans Anchors Aweigh, avec les Nicholas Brothers (The Pirate, 1948), sur des patins à roulettes (It's Always Fair Weather, 1955) ou avec un balai (Thousands Cheer, 1943, MGM). Pour le monde entier, il est l'homme au parapluie, dansant seul dans les flaques d'eau, visage illuminé et sourire radieux sous les averses MGM du fameux Singing in The Rain (1952).

Source : Eliane Seguin, Dictionnaire de la danse, sous la direction de Philippe Le Moal, Larousse, 2008