Frederick Austerlitz naît le 10 mai 1899 à Omaha (Nebraska), dans une famille d'immigrés juifs autrichiens installée aux États-Unis depuis 1892.
Elevé à New York, il s'essaie à la danse avec sa soeur aînée Adele (1897-1981). Tous deux adoptent le nom Astaire en référence au surnom donné à l'un de leurs oncles. Entre 1917 et 1933, Adele et Fred Astaire jouent dans une dizaine de comédies musicales, de la première Over the Top au grand succès The Band Wagon (1932), en passant par le flop de The Bunch and Judy (1922) signé Jerome Kern et Anne Caldwell et la populaire For Goodness Sake en partie écrite et composée par George et Ira Gershwin et jouée jusqu'en Angleterre (sous le titre Stop Flirting).
Devenu le numéro star des théâtres de Broadway, le duo se produit dans des tournées triomphales générant des centaines de représentations pour une pièce (418 pour For Goodness Sake dont deux chansons sont enregistrées par HMV à Londres). La comédie Lady, Be Good! (1924-1927) composée par les Gershwin donne lieu aux chansons « Fascinating Rhythm », « Hang On to Me » et « The Half of It, Dearie, Blues », premier enregistrement solo de Fred Astaire. Funny Face, toujours des Gershwin et représentée à Londres, fait suite entre 1927 à 1930 (« High Hat »).
En 1930, Fred Astaire enregistre le fameux « Puttin' on the Ritz » signé Irving Berlin. La dernière comédie du duo, The Band Wagon (1931), produit quelques 78-tours pour la marque Victor (« I Love Louisa ») et la tentative ratée du premier 33-tours. Mariée à Lord Charles Cavendish et retirée en Irlande, Adele Astaire laisse son frère s'épanouir en solo. La carrière du duo reste peu documentée et il n'existe qu'une poignée d'enregistrements de leurs numéros.
Fred Astaire fait ses débuts en solo dans d'autres comédies musicales comprenant des chansons de Cole Porter : « Night and Day » et « I've Got You on My Mind » dans Gay Divorce en 1932. L'année suivante, il est remarqué par le producteur de la RKO David O. Selznick qui l'engage sur le film Flying Down to Rio (Carioca) qui marque sa rencontre avec Ginger Rogers. La signature du duo Fred Astaire et Ginger Rogers devient l'assurance d'un succès prolongé par la version cinéma de The Gay Divorcee (1934) et Top Hat (1935) comprenant cinq chansons d'Iriving Berlin dont « Cheek to Cheek » et « Top Hat, White Tie and Tails ».
Suivent Follow the Fleet (1936), Shall We Dance (1937) et Carefree (Amanda, 1938). Couple mythique au cinéma (Fred Astaire s'est marié en 1933), le duo se produit dans une dizaine de comédies jusqu'en 1949, dont Parade de printemps (Ginger Rogers remplace Judy Garland au pied-levé) et Entrons dans la danse. Pas toujours crédité, Fred Astaire servit de chorégraphe sur tous leurs tournages. Entre-temps, Fred Astaire connaît un énorme succès dans Ziegfeld Follies de Vincente Minnelli et La Mélodie du bonheur de Stuart Eisler, diffusés en 1946.
Poursuivant sa carrière au cinéma (dans The Band Wagon alias Tous en scène de Vincente Minnelli ou Funny Face de Stanley Donen), Fred Astaire devient également très présent à la radio (Your Hit Parade, The Fred Astaire Show) puis à la télévision. Acteur et danseur ne rentrant dans aucune catégorie, l'Académie du cinéma le récompense d'un Oscar d'honneur en 1950. En 1952, le producteur Norman Granz lui offre de réenregistrer tout son répertoire aux côtés de musiciens chevronnés dont le pianiste Oscar Peterson ; The Astaire Story, édité en un coffret de quatre albums, est une réussite.
En 1958, quand les propositions de tournage se font plus rares, son émission An Evening with Fred Astaire remporte neuf Emmy Awards. Fred Astaire change de registre pour devenir un acteur en propre dans La Belle de Moscou (1957), Le Dernier rivage (1959), L'Inquiétante dame en noir (1962) et La Vallée du bonheur de Francis Ford Coppola (1968). Il apparaît également dans le documentaire Imagine (1972-1988) de John Lennon. Ses derniers rôles sont La Tour infernale et That's Entertainment Part I & II (Il était une fois Hollywood, 1974), Un Taxi mauve (Yves Boisset, 1977) et Le Fantôme de Milburn (John Irvin, 1981). Cette même année, l'Institut du cinéma lui remet un trophée d'honneur pour l'ensemble de sa carrière.
Victime d'une pneumonie, Fred Astaire qui se définissait comme un « chanteur de salle de bains » s'éteint le 22 juin 1987 à Los Angeles, après une vie bien remplie. Son corps repose au cimetière de Chatsworth, en Californie.
