Syms è nata Sylvia Blagman a Brooklyn, New York. Da bambina aveva la poliomielite. Da adolescente, è andata a locali notturni jazz sulla 52nd Street di New York e ha ricevuto una formazione informale da Billie Holiday. Ha fatto il suo debutto nel 1941 alla Scuderia di Kelly.

Nel 1948, esibendosi al Cinderella Club nel Greenwich Village, fu vista da Mae West, che le diede una parte in uno spettacolo che stava facendo. Tra gli altri che la osservava nei locali notturni era Frank Sinatra che la considerava il “più grande cantante saloon del mondo.”Sinatra ha diretto il suo album del 1982, Syms di Sinatra.

Lei è stato firmato un contratto da Decca Records, avendo il suo grande successo con una registrazione di “I Could Have Danced All Night” nel 1956, che ha venduto oltre un milione di copie ed è stato premiato con un disco d’oro. Syms ha fatto apparizioni regolari al Carlyle di Manhattan. A volte, improvvisato, mentre si gode un cocktail nel bar del Carlyle, camminava sul palco e si esibiva con l’altro normale del cabaret, Bobby Short.

Syms aveva un polmone rimosso intorno al 1972. L’operazione non le ha impedito di esibirsi come Bloody Mary nel musical South Pacific al Chateau de Ville Dinner Theatre.

È morta per un attacco di cuore mentre era sul palco nella Oak Room dell’Algonquin Hotel di New York City. Aveva 74 anni.

Il 25 giugno 2019, il New York Times Magazine ha elencato Sylvia Syms tra centinaia di artisti il cui materiale è stato distrutto nell’incendio universale del 2008.