Poitier blei fødd i Miami men voks opp i fattigdom på Bahamas. Tretten år gammal avslutta han skulegangen. Han gjekk seinare inn i den amerikanske hæren og tenestegjorde under den andre verdskrigen som medisinsk assistent.
Han debuterte som skodespelar på Broadway i 1946 og som filmskodespelar fire år etter. Gjennombrotet kom med filmen Blackboard Jungle frå 1955, der den tjuesjuårige Poitier hadde ein overtydande rolle som ein skuleelev. For filmen Lilies of the Field frå 1963 fekk han ein Oscarpris som beste mannlege skodespelar, den første afroamerikanaren.
Han spelte i teaterstykket Raisin in the Sun av Lorraine Hansberry då det først blei sett opp på Broadway i 1959, og i filmatiseringa frå 1961. Andre kjende opptredenar er i filmar som Porgy and Bess, basert på operaen av Gerswhin, Guess Who's Coming to Dinner, om eit kjærleiksforhald mellom ein svart mann og ei kvit kvinne, og In the Heat of the Night, om ei mordetterforsking i ein småby i Mississippi.