Minnesota államban született, édesapja révén részben svéd származású. Illinois államban nevelkedett, tanulmányai befejezését követően színészi pályafutását rádiós szerepekkel kezdte 1938-ban. 1943-ban lépett fel először a Broadwayn, filmes debütálása 1947-ben történt a Kiss of Death c. alkotásban, amelyért rögtön Oscar-díjra jelölték. Karrierje során pozitív és negatív hősöket egyaránt nagy sikerrel játszott, egészen a kilencvenes évekig aktív maradt.

Ismertebb filmjei: Nincs kiút, Pánik az utcán, Ne is kopogtass!, A szerelem alagútja, Cowboyháború, Alamo, Ítélet Nürnbergben, Gyilkosság az Orient expresszen. A színész első felesége Ora Jean Hazlewood forgatókönyvíró volt (1942-ben házasodtak össze és egy gyermekük született), akinek 1997-es halála után két évvel Widmark ismét megnősült: Susan Blanchardot, Henry Fonda harmadik feleségét vette el. 2008 márciusában, 93 éves korában hunyt el.