Pese a que también tuvo papeles dramáticos en el cine de Hollywood, Charisse debía su fama a los que interpretó y bailó en las primeras películas en "technicolor" en los decenios de 1940 y 1950, entre ellas "Ziegfeld Follies", rodada en 1956, y "The Band Wagon", con Fred Astaire. Aun cuando se inició en el ballet, era "una hermosa dinamita" en cualquier tipo de baile, según la describió Astaire en su biografía "Steps in Time", publicada en 1959.

 

Después de que pasara la moda de los musicales de Hollywood a finales del decenio de 1950, Charisse dejó la danza, pero interpretó algunos papeles del cine y la televisión entre 1960 y 1990. Desde 1948 la actriz estuvo casada en un segundo matrimonio de más de 60 años con el cantante Tony Martin, un lapso que muchos de sus admiradores consideraban una hazaña en Hollywood. Con su ahora viudo escribió una biografía conjunta titulada "The Two of Us" (Nosotros dos) y en lo que el Libro Guinness calificó en 2001 como un récord mundial sus piernas fueron aseguradas por cinco millones de dólares en 1952. Le sobreviven dos hijos, Nico Charisse, de su primer matrimonio, y Tony Martin, del segundo.