Nacido en Kansas City, Misuri, sus padres eran Noah W. Beery y Marguerite Fitzgerald Beery. Era el hermano menor de los actores William Beery y Noah Beery, este último también con una larga carrera cinematográfica, además de tío del actor Noah Beery, Jr. Según el censo de los Estados Unidos, los tres hermanos Beery tenían los mismos padres, por lo cual no eran medio hermanos, como algunas fuentes han afirmado. Wallace Fitzgerald Beery se unió al circo de los Ringling Brothers a los dieciséis años de edad, como ayudante de un entrenador de elefantes. Dejó el circo dos años después, tras ser herido por un leopardo. Encontró trabajo en Nueva York, en un espectáculo de variedades, y empezó a actuar en el teatro de Broadway. En 1913 se trasladó a Chicago para trabajar paraEssanay Studios. Posteriormente iría a California, para seguir actuando con los mismos estudios en la localidad de Niles.
En 1915, Beery protagonizó con su esposa, Gloria Swanson, Sweedie Goes to College. El matrimonio no sobrevivió al alcoholismo y a la violencia doméstica. En los años siguientes empezó a interpretar a villanos en diversas películas, y en 1917 fue Pancho VillaenPatria. Beery volvería a interpretar el personaje diecisiete años más tarde.
Entre sus mejores títulos mudos se incluyen The Lost World (1925; como profesor Challenger, basada en la obra de Arthur Conan Doyle), Robín de los bosques, con Douglas Fairbanks (1922; Beery interpretaba al Rey Ricardo Corazón de León en este film y en una secuela filmada al año siguiente y titulada Richard the Lion-Hearted), Last of the Mohicans (1920), The Round-Up (1920, con Roscoe Arbuckle), Old Ironsides (Trípoli) (1926), Now We're in the Air (1927), The Usual Way (1913), y Beggars of Life (1928, con Louise Brooks).
Con la transición al cine sonoro, durante un tiempo permaneció sin trabajo, pero Irving Thalberg no puso objeción a la áspera voz de Beery para interpretar papeles de carácter, por lo que le facilitó un contrato con Metro-Goldwyn-Mayer.
Beery actuó en la muy taquillera película de 1930 The Big House (por la cual fue nominado al Oscar al mejor actor). El mismo año rodó Min and Bill, con Marie Dressler, la película que le confirmó como uno de los actores más taquilleros. Posteriormente actuó en The Champ, de 1931, ganando por su interpretación el Oscar al mejor actor. En 1934 interpretó a Long John SilverenLa isla del tesoro. Recibió una medalla de oro en el Festival Internacional de Cine de Venecia por su interpretación de Pancho VillaenViva Villa! (1934), con Fay Wray. Otras películas de Beery que merecen destacarse son Billy the Kid (1930), con Johnny Mack Brown; The Secret Six (1931), con Jean HarlowyClark Gable; Hell Divers (1931), con Gable; Grand Hotel (1932), con Joan Crawford; Tugboat Annie (1933), con Dressler; Dinner at Eight (1933), junto a Jean Harlow; The Bowery, con George RaftyPert Kelton ese mismo año; China Seas (1935), con Gable y Harlow; y Ah, Wilderness! (1935), basada en la obra de Eugene O'Neill, con un papel más adelante interpretado en Broadway por Jackie Gleason en una versión musical. Durante la década de 1930 las películas de Beery estuvieron de manera regular en la lista de las más taquilleras de Hollywood, y uno de los puntos de su contrato con MGM le convirtió en el actor mejor pagado del mundo. Se lo considera uno de los responsables, junto al productor Albert R. Broccoli, de la muerte del comediante Ted Healy en diciembre de 1937.
Hizo varias comedias con Marie Dressler (Min and BillyTugboat Annie, ambas con un gran éxito) y Marjorie Main, pero su carrera perdió intensidad en su última década. En 1943 su hermano Noah Beery trabajó con él en el film de propaganda bélica Salute to the Marines, seguido por Bad Bascomb (1946) y The Mighty McGurk (1947).
Three Ages (Las tres edades) (1923), con Buster Keaton.
Richard the Lion-Hearted (1923; secuela de Robin Hood).
The Drums of Jeopardy (1923)
The Lost World (Mundo perdido) (1925; aventura basada en la obra de Arthur Conan Doyle en la cual Beery interpretaba al Profesor Challenger), con Lewis Stone (y Arthur Conan Doyle como él mismo en un frontispicio).