Walter Pidgeon nació el 23 de septiembre de 1897 en East St. John, New Brunswick. Aunque su primera intención era ser militar, Pidgeon se matriculó para estudiar canto a comienzos de los años 20 en el Conservatorio de Música New England en Boston.

Poco después, el actor comenzó a representar comedias musicales en Broadway junto a Elsie Janes. En 1925, el actor llegó a Hollywood, donde debutó con películas mudas como Orquídea, la modelo (1926, James Cruze) con Dolores Costello de protagonista femenina, El tango fatal (1927, Tom Terriss), El gorila (1927, Alfred Santell) o La virgen del Amazonas (1928), film protagonizado por Dolores del Río.

Walter Pidgeon enviudó a los 25 años, ya que su esposa Edna Pickles, con la que se había casado en 1922, había fallecido un año después de la boda en el parto de su única hija. En 1931 contrajo matrimonio con su segunda mujer, Ruth Walker.

En los años 30, Pidgeon compaginaba sus interpretaciones en Broadway con trabajos como secundario en Hollywood, donde firmó a partir de 1937 un largo contrato con la Metro Goldwyn Mayer. En ese decenio pudo ser visto en películas como El beso ante el espejo (1933, James Whale), Big brown eyes (1936, Raoul Walsh) -con Cary Grant y Joan Bennett-, Saratoga (1937, Jack Conway) -con Clark Gable y Jean Harlow- o Sucedió en China (1937, Jack Conway), una película que contaba con Myrna Loy en el papel femenino principal.

Walter Pidgeon consiguió convertirse en una estrella a comienzos de la década de los 40, cuando coincidió en el reparto con Greer Garson en dos célebres títulos: La señora Miniver (1942, William Wyler) y Madame Curie (1943, Mervyn LeRoy). Por estas dos películas, Pidgeon fue nominado a los Oscar. Los ganadores fueron James Cagney (Yanqui Dandy, 1942) y Paul Lukas (Watch on the rhine, 1943).

Volvió a coincidir con Garson a lo largo de su carrera en varias ocasiones, como en De corazón a corazón (1941, Mervyn LeRoy), La señora Parkington (1944, Tay Garnett), Julia se porta mal (1948, Jack Conway), La dinastía de los Forsyte (1949, Compton Bennett), La historia de los Miniver (1950, H. C. Potter) o La señora Chesney (1953, Jean Negulesco).

Otros títulos destacados de los 40 del actor fueron el título bélico y romántico Flight Command (1940, Frank Borzage) y Que verde era mi valle (1941), película sobre la vida de los mineros que realizó John Ford.

La llegada de la televisión en 1950 supuso para muchos actores el distanciamiento con el medio cinematográfico y su acomodo en la pequeña pantalla. Walter no fue ajeno a este fenómeno pero tampoco se alejó en demasía de los rodajes. Las películas más importantes de Pidgeon en la última etapa de su carrera fueron Tres soldados (1951, Tay Garnett), Cautivos del mal (1952, Vincente Minnelli), La torre de los ambiciosos (1954, Rober Wise), La última vez que vi París (1954, Richard Brooks), Planeta Prohibido (1956, Fred M. Wilcox), Viaje al fondo del mar (1961, Irwin Allen), Tempestad sobre Washington (1962, Otto Preminger), Homicidio justificado (1967, Buzz Kulik), Funny Girl (1968, William Wyler) y Alarma: Vuelo 502 secuestrado (1972, John Guillermin).

A finales de los años 70 se retiró definitivamente del cine, y falleció el 25 de septiembre de 1984 a causa de un ataque al corazón. El actor tenía 87 años.