Althea Gibson est née à 9h00 EDT le 25 août 1927 à Silver, Clarendon County, en Caroline du Sud, de Daniel et Annie Bell Gibson. Althea avait deux frères et sœurs, un frère, Daniel Jr (connu sous le nom de « Bubba ») et une sœur, Mildred.
Gibson jouait au tennis tout en allant à l’école pour faire des études. En 1946, elle déménage à Wilmington, en Caroline du Nord, pour travailler son jeu de tennis avec le Dr Hubert A. Eaton et s’inscrit à la Williston High School.
En 1958, Gibson se retire du tennis amateur. Avant le début de l’ère ouverte du tennis, il n’y avait pas de prix en argent, autre qu’une allocation de dépenses, et pas de contrats d’endossement. Pour commencer à gagner de l’argent, les joueurs de tennis devaient renoncer à leur statut d’amateur. Comme il n’y avait pas de circuit professionnel pour les femmes, Gibson était limitée à jouer dans une série de tournées d’exhibition.
Selon Lance Tingay du Daily Telegraph et du Daily Mail, Gibson a été classée dans le top 10 mondial de 1956 à 1958, atteignant un sommet de carrière de numéro 1 dans ces classements en 1957 et 1958. Gibson a été incluse dans le classement annuel des dix meilleures joueuses publié par l’Association américaine de tennis en 1952 et 1953 et de 1955 à 1958. Elle a été la joueuse américaine la mieux classée en 1957 et 1958. En 1957, Althea est devenue la première femme afro-américaine à remporter Wimbledon. Elle gagne à nouveau en 1958. En 1958, elle apparaît comme le challenger des célébrités dans l’émission de panel télévisé « What’s My Line ? ».
À la retraite, Gibson écrit son autobiographie et enregistre en 1959 un album, Althea Gibson Sings, tout en apparaissant dans le film The Horse Soldiers. En 1964, elle est devenue la première femme afro-américaine à jouer dans la Ladies Professional Golf Association. Cependant, elle était trop âgée pour réussir et n’a joué que quelques années.
En 1971, Gibson a été intronisée au Temple international de la renommée du tennis, et en 1975, elle a été nommée commissaire aux sports de l’État du New Jersey. Après 10 ans à ce poste, elle a continué à travailler dans d’autres postes de service public, notamment en siégeant au conseil du gouverneur sur la condition physique. Plus tard, elle a souffert de deux anévrismes cérébraux et, en 1992, d’une attaque. Quelques années plus tard, Gibson a appelé son ancienne partenaire de double, Angela Buxton, pour lui dire qu’elle envisageait de se suicider, car elle vivait de l’aide sociale et était incapable de payer son loyer ou ses médicaments. Buxton a fait en sorte qu’une lettre paraisse dans un magazine de tennis. Buxton n’a rien dit à Gibson au sujet de la lettre, mais ce dernier a reçu près d’un million de dollars américains du monde entier.
Gibson a été mariée deux fois. Son premier mariage avec William Darben a eu lieu le 17 octobre 1965, mais le couple a divorcé en 1976, onze ans plus tard. Darben est décédé en 1995. Elle a également été mariée à Sydney Llewellyn le 11 avril 1983 et a divorcé de lui en 1988.
Le 28 septembre 2003, à l’âge de 76 ans, Gibson est décédée à East Orange, dans le New Jersey, des suites d’infections. Elle y est enterrée au cimetière Rosedale, à Orange, dans le New Jersey.
Lors de la soirée d’ouverture de l’US Open 2007, à l’occasion du 50e anniversaire de la victoire de Gibson aux championnats américains en 1957 (aujourd’hui l’US Open), Gibson a été intronisée au sein de l’US Open Court of Champions. Elle a été intronisée en 1994 au Sports Hall of Fame du New Jersey et en 2009 au New Jersey Hall of Fame. En septembre 2009, la ville de Wilmington, en Caroline du Nord, a nommé son nouveau complexe de tennis communautaire le centre de tennis Althea Gibson.