Malmö kentinde 8 çocuklu bir ailenin 6. çocuğu olarak doğan Ekberg, küçük yaşlarda modellik yapmaya başladı. 19 yaşında annesinin yönlendirmesiyle İsveç Güzellik Yarışmasına katıldı ve kazandı. Miss Universe yarışması için ABD'ye gitti ve burada finale kalan 6 isimden biri oldu. Bu sayed Universal Stüdyoları'ndan kontrat almaya hak kazandı. Bazı filmlerde küçük rollerde oynadı, ancak çıkış yapamadı. 50'li yılların ortasından itibaren daha kaliteli roller bulmaya başladı. 1956'da Tolstoy uyarlaması Savaş ve Barış'ta rol aldı. 1960'da en büyük rolünü Tatlı Hayat'ta (1960) aldı. Sonraki yıllar boyunca önemli Avrupa filmlerinde oynamayı sürdürdü.
Özel hayatıyla ve verdiği pozlarla dönemin magazin basınına en çok malzeme olan isimlerin başında gelen Ekberg, Frank Sinatra, Tyrone Power, Yul Brynner ve Rod Taylor gibi dönemin tanınmış isimleriyla anıldı. 1956-1959 yılları arasında Anthony Steel ve 1963-75 yılları arasında Rik Van Nutter ile evli kaldı. Bu evliliklerden çocuğu olmadı.
Meşhur olduktan ülkesi İsveç'e dönmeyen ve ömrünün çok büyük kısmını İtalya'da geçiren Ekberg, 11 Ocak 2015'te Roma yakınlarındaki Rocca di Papa'da tedavi gördüğü klinikte hayatını kaybetti. Cenazesi yakıldıktan sonra külleri, İsveç'teki Skanör Kilisesi'nin bahçesine gömüldü.