Чарисс родилась в 1922 году в Техасе. Родители отдали ее заниматься балетом после перенесенного полиомиелита.
В 14 лет девочку взяли в кордебалет американской труппы Ballet Russe. Во время войны труппа прекратила свое существование, а Тула Эллис вышла замуж и сменила имя на Сид Чарисс. Впоследствии ее заметили кинематографисты. Сид сыграла более чем в 50 фильмах и сериалах, но главным жанром в кино для актрисы стали мюзиклы. Ее партнерами по съемочной площадке были выдающиеся артисты Фред Астер и Джин Келли.
Настоящую популярность Чарисс завоевала после выхода на экраны фильмов «Поющие под дождем», «Пока плывут облака» и «Шелковые чулки», где она исполнила главные роли. К концу 1950-х, когда эра киномюзиклов завершилась, Сид Чаррис перестала танцевать на экране. В следующие 30 лет актриса изредка снималась в драматических картинах, появлялась на телевидении, а в 1992-м дебютировала на Бродвее в роли стареющей балерины в спектакле Grand Hotel.
Сид Чарисс — одна из самых ярких кинозвезд середины XX века. Ее имя было занесено в Книгу рекордов Гиннесса как обладательницы самых дорогих в мире ног, которые были застрахованы на 5 миллионов долларов.
Скончалась Сид Чарисс 17 июня 2008 года в Лос-Ажелесе от сердечной недостаточности.