Shirley Eaton est née le 12 janvier 1937 à Londres. Enfant, elle excelle dans la danse et se dirige vers une école spécialisée dés l'âge de 10 ans. Son nom paraît dans la presse quand elle est engagée dans la pièce Set To Partners pour tenir le rôle d'une enfant. On apprend alors, qu'à deux jours près, elle ne peut être légalement autorisée à monter sur scène pour la Première. La jeune actrice manque les deux premières représentations, mais y gagne une précieuse célébrité.
Adolescente, elle devient maître de cérémonies de l'émission réalisée par la BBC, Teleclub. Remarquée par Alexander Korda, dans un spectacle de Noël à Londres, elle se voit proposer un contrat de 125 000 dollars. Très vite, elle se retrouve enfermée dans le rôle de la jolie blonde, un peu sotte, des comédies britanniques.
Shirley Eaton épouse, en 1958, Colin Lenton-Rome avec qui elle aura deux fils. Elle tourne une vingtaine de films, principalement des comédies, entre 1954 et 1962.
L'actrice produit une forte impression, qui marque l'apogée de sa carrière, en 1963, quand elle apparaît dans Goldfinger, couverte de peinture dorée de la tête aux pieds. Cette scène, devenue culte, nécessitera deux séances de 45 minutes de maquillage, une pour le film, l'autre pour la presse.
Une fois de plus, Goldfinger confirmera que le don de l'actrice, pour se retrouver sous les feux de la rampe, fait véritablement partie de sa personnalité.
Shirley Eaton vit actuellement entre le Sud de la France et l'Angleterre. Elle a fait une apparition remarquée à l'occasion du mémorial dédié à Desmond Llewelyn, le 27 avril 2000, à Londres.