Констанс Фрэнсис Мэри Окелман родилась в семье моряка в Бруклине. Выиграв местный конкурс красоты, она приехала в Голливуд со своей матерью в 1938. Год спустя дебютировала в кино на студии «RKO», где после первой же роли привлекла к себе внимание одного из продюсеров «Paramount Pictures» образом сексапильной блондинки с длинными волосами, закрывающими один глаз, благодаря которому в дальнейшем она и запомнилась зрителям. За короткий срок в начале 1940-х Вероника Лейк превратилась из старлетки в настоящую звезду Голливуда. Многие фильмы тех лет с её участием, такие как «Странствия Салливана» (1941), «Оружие для найма» (1942) и «Стеклянный ключ» (1942), стали кассовыми хитами. Лейк была кумиром многих женщин, а её причёска с распущенными светлыми волосами до плеч, получившая название «игра в прятки», была одной из самых популярных в те годы. Несмотря на большую популярность среди зрителей, она считалась актрисой с тяжёлым характером, работа с которой постоянно осложнялась какими-либо конфликтами.

В 1944 году Лейк, будучи беременой, упала во время съёмок одного из фильмов, что в итоге привело к скорым родам и смерти новорождённого младенца. Это событие сильно повлияло на жизнь актрисы — спустя год она развелась с первым мужем, а вскоре у неё начались проблемы с алкоголем. Будучи и без этого характерной женщиной, она стала ещё чаще нарываться на скандалы со съёмочным руководством, и в итоге в 1948 году студия «Paramount» решила не продлевать с ней контракт.

К середине 1950-х безуспешные попытки продолжить работу на телевидении и в театре ни к чему не привели, и её карьера окончательно рухнула. После развода с третьим мужем в 1959 году Лейк всё чаще стала попадаться полицейским за хулиганство и пьянство в общественных местах, проводя при этом свою жизнь в дешёвых гостиницах Бруклина. Вскоре одни из репортёров «New York Post» обнаружил её работающей буфетчицей в одном из отелей Манхэттена, из-за чего актриса вновь попала на страницы газет и привлекла к себе внимание общественности. На этой волне ей даже удалось вновь попасть на телеэкраны, где она некоторое время была ведущей одной из телепрограмм в Балтиморе.

Тем не менее её психическое состояние неуклонно ухудшалось, что в итоге привело к развитию у Лейк паранойи. Актриса скончалась 7 июля 1973 года от гепатита и почечной недостаточности, вызванной алкоголизмом актрисы, в городе Берлингтон в штате Вермонт в возрасте 50 лет. Она была кремирована, а её прах развеян на побережье Виргинских островов, как она сама и желала.

За свой вклад в развитие киноискусства Вероника Лейк была удостоена звезды на Голливудской аллее славы.