Hij was nog een kind toen hij als Rusty Tamblyn al optrad als acteur en danser in toneelstukken maar ook radiowerk deed. In de jaren ’50 was hij te zien in heel wat Hollywoodfilms, voornamelijk komedies en musicals, uitzonderlijk ook drama’s. Zijn talent als danser en acrobaat kwam goed van pas bij het vertolken van zijn rol als Gideon, de meest ontembare en jongste van de gebroeders Pontipee in Seven Brides for Seven Brothers. Mederegisseur en choreograaf Jerome Robbins haalde het allerbeste in Tamblyn naar boven voor zijn rol in West Side Story. Hierna leek zijn carrière op de terugweg wat zich vertaalde door rollen in mindere films met een beperkter budget als Win, Place or Steal en Dracula vs Frankenstein. Russ Tamblyn was ook te zien in de drama-televisieserie Twin Peaks. Amber Tamblyn is zijn dochter.