A Nebraska állambeli Omahában született. Fred Austerlitz néven anyakönyvezték, sörkereskedő apja Ausztriából vándorolt ki az Egyesült Államokba. A legenda szerint még totyogni is alig tudott, amikor anyja elvitte Adele nővére balettórájára, és ő egy sarokban hagyott cipőben azonnal lábujjhegyen kezdett járni. Hatévesen lépett fel először testvére oldalán, s az 1910-es évek végén már a Broadway-n tapsoltak nekik, immár Astaire néven. Sokáig Fredet tartották a kevésbé tehetségesnek, akivel nővére csak a humoros számokat táncolta, a műsor nagyobb részében a színfalak mögött unatkozott. Adele 1931-ben férjhez ment egy brit főnemeshez, Fred pedig egyedül folytatta – a fogadtatást jól jellemzi egy kritika címe: „Két Astaire jobb, mint egy”.
Megpróbálkozott a filmmel is, de a próbafelvétel után eltanácsolták. A sokszor idézett lesújtó vélemény szerint „kopaszodik, nem tud se játszani, se énekelni, táncolni csak egy kicsit”. A híres producer David O. Selznick mégis meglátott benne valamit, mert „hatalmas füle és komikus arca” ellenére is szerződést ajánlott neki. Első filmjében csak átsuhant a filmvásznon, de az 1933-as Leszállás Rióban mindent megváltoztatott. Bár csak mellékszerep jutott neki a szintén kezdő Ginger Rogers társaságában, a közösen eltáncolt-énekelt Carioca ellopta a show-t, bombasiker lett – pedig Astaire kezdetben ódzkodott attól, hogy együtt szerepeljenek, nem akarta, hogy nevét ismét egy partnerrel együtt emlegessék.
A film új álompárja kilenc filmet forgatott együtt, a kicsit bugyuta, de látványos és szórakoztató zenés-táncos alkotásokra – Roberta, Top Hat, Egymásnak születtünk, Dalol a flotta – tódult a közönség. Ezekben illeszkedett először szervesen a cselekménybe a zene és a tánc, és ezekben vették fel először a táncjeleneteket vágás nélkül. Ehhez Astaire ragaszkodott, ahogy mondta: „vagy én táncolok, vagy a kamera”, és a közönség valóban úgy érezhette, hogy élő előadást néz.
Táncstílusukat nehezen lehetett besorolni, mert a sztepp, a társastánc, sőt a balett elemeiből gyúrták össze, és a köztük lévő kémia a szexuális töltetet sem nélkülözte. A szinte mániákusan a tökéletességre törekvő Astaire napokig készült egy-egy néhány perces jelenetre, amibe Rogers idővel belefáradt. 1939-ben kilenc film után búcsút intettek egymásnak, de tíz évvel később még egyszer együtt álltak a kamera elé. A köztudatban nevük elválaszthatatlanul egybeforrott – elég csak Fellini Ginger és Fred című tisztelgésére utalni. Astaire rádiós műsorvezetőként is dolgozott, a negyvenes években pedig sok nagy sztárral – Eleanor Powell, Rita Hayworth, Judy Garland – forgatott.
1946-ban – miután a Kék ég című filmben „lejátszotta” őt Bing Crosby – bejelentette visszavonulását. Két évig csak a családjával, illetve tánciskoláival és a versenylovakkal foglalkozott. 1948-ban erőtől duzzadva tért vissza, amikor pályafutása talán legnagyobb sikerét aratva beugrott a lesántult Gene Kelly helyére a Húsvéti parádé című filmbe. 1949-ben speciális Oscar-díjat kapott a musical művészetéhez nyújtott hozzájárulásáért, a díjat stílszerűen régi partnere, Ginger Rogers kezéből vehette át.
Rajongva szeretett felesége 1954-ben rákbetegségben meghalt, ő munkába temette bánatát. A külsejét tekintve egyáltalán nem öregedő színész a hatvanas-hetvenes éveket is végigdolgozta, s néhány alkotásban – Az utolsó part, Pokoli torony – meglepő jellemábrázolási képességről tett tanúságot, utóbbiért 1974-ben életében először és utoljára jelölték Oscar-díjra a legjobb mellékszereplőként, és a Golden Globe-díjat is megkapta. A tánccal hivatalosan hetvenkét évesen hagyott fel, de azért hat év múlva még táncra perdült Gene Kelly oldalán, bár szavai szerint ez már csak mozgás volt. Utoljára nyolcvanévesen, unokái rábeszélésére a Battlestar Galactica tévésorozatban tett néhány tánclépést egy idegen hercegként.
1980-ban azzal lepte meg családját és barátait, hogy elvette a nála negyvenöt évvel fiatalabb, de a versenylovak iránti szenvedélyében osztozó női zsokét, Robyn Smith-t. A házasság a várakozásokra rácáfolva jól sikerült, s kitartott Fred Astaire 1987. június 22-én bekövetkezett, tüdőgyulladás okozta haláláig. Kollégái meghatottan búcsúztak tőle, meleg szavakkal méltatta egykori pályatársa, az akkor az Egyesült Államok elnöki tisztét betöltő Ronald Reagan is.
Neve fogalom volt a film világában. Nem sok nála sokoldalúbb előadó akad, elegáns és könnyed táncáról pedig még a klasszikus balett nagyjai is úgy vélekedtek, hogy az „maga a megelevenedett ritmus”. Énekesi képességeiről már megoszlanak a vélemények, kellemes, de átlagos hangjáról maga sem táplált illúziókat, hiányosságait azonban a hangszerelés és személyisége elrejthette a nem túl igényes filmdalokban. Irving Berlin, George Gershwin, Cole Porter külön neki írtak dalokat, számos későbbi örökzöldet az ő előadásában ismerhetett meg a közönség.
Fred Astaire sztárként is természetes és szerény maradt. Magánéleti botrányai nem voltak, végrendeletében pedig megtiltotta, hogy életútjáról filmet készítsenek. Özvegye a tiltást komolyan vette, de 1997-ben engedélyt adott, hogy néhány filmrészletet porszívóhirdetésekben használjanak fel, Ginger Rogers helyébe táncoló porszívókat montírozva. Az ízléstelen reklámok nagy visszatetszést keltettek, és nem sokáig sugározták őket. S ami a legfurcsább, a filmvásznon klakkban-frakkban pompázó színész saját ruhatárában egyetlen ilyen ruhadarab sem szerepelt.
