Hayworth é talvez mais conhecida por sua atuação no filme noir "Gilda", de 1946, ao lado de Glenn Ford, no qual ela interpretou uma femme fatale em seu primeiro grande papel dramático. Ela também é conhecida por suas atuações em "Paraíso Infernal" (1939), "Uma Loira com Açúcar" (1941), "Sangue e Areia" (1941), "A Dama de Xangai" (1947), "Meus Dois Carinhos" (1957), e "Vidas Separadas" (1958). Fred Astaire, com quem fez dois filmes, "Ao Compasso do Amor", de 1941, e "Bonita Como Nunca" (1942), uma vez a chamou de sua parceira de dança favorita. Ela também estrelou o musical technicolor "Modelos" (1944), com Gene Kelly. Está listada como uma das 25 maiores estrelas femininas de todos os tempos na lista do AFI das 50 maiores lendas do cinema, em pesquisa feita pelo Instituto Americano de Cinema.
Em 1980, Hayworth foi diagnosticada com mal de Alzheimer de início precoce, que contribuiu para sua morte aos 68 anos. A divulgação pública e a discussão de sua doença chamaram atenção para a doença de Alzheimer, ajudando a aumentar os fundos públicos e privados contra a doença.
