Aunque su familia era de origen austríaco Fred Astaire nació y se crió en Estados Unidos. Desde muy pequeño destacó por sus dotes para la danza. Aprenció a bailar siguiendo el ejemplo de su hermana Adele con la que formaría dúo musical. A los once años debutaron juntos en el teatro y su unió se prolongaría hasta que Fred contó con dieciséis años. Juntos realizaron numerosas giras por el país y protagonizaron grandes éxitos como "Over the top".

En 1917 conquistaron Broadway participando en las comedias musicales de Gershwin y de Kern. En 1932 su hermana contrajo matrimonio y Fred se quedó sin pareja artística pero pronto encontraría a la que sería su pareja ideal, en una buena amiga, Ginger Rogers.

En 1933 debutó en el cine aparecieron brevemente en Alma de bailarina de Robert Z. Leonard aunque su consolidación cinematográfica le llegaría cuando le ofrecieron un papel secundario junto a Ginger Rogers en Volando hacia Río de Janeiro, producción en la que también participaron Dolores del Río, Gene Raymond y Raoul Roulien.

A mediados de los años 30 Astaire y Rogers ya eran una pareja consagrada que logró sus más altas cotas en películas como Sombrero de copa (1935), Sigamos a la flota (1936) o Swing time (1936). A partir de 1939 se produjo un largo paréntesis en el que no trabajaron juntos pero diez años más tarde reaparecieron.

Durante los años sesenta cambió el claqué por las interpretaciones dramáticas revelándose de este modo como un actor versátil, aunque nunca abandonó del todo el musical. En 1968 se despidió del género pero no del cine ya que su última incursión se dio en 1981 en la película de terror Historia macabra.

En 1949 la Academia de Artes y Ciencias Cinematográficas de Hollywood le concedió un Oscar honorífico por "su virtuosismo y contribución al arte de la comedia musical", galardón que le fue entregado a Ginger Rogers. Casi tres décadas más tarde, en 1974, fue nominado como mejor actor secundario por su papel en El coloso en llamas.

Fred Astaire estuvo casado dos veces, la primera con Phyllis Baker Potter con la que tuvo dos hijos, Frederick y Ava; su segundo matrimonio lo contrajo en 1980 con Robin Smith, una jockey profesional, 44 años más joven que él. Fue conocido con el sobrenombre: El príncipe de la danza.