Отец — Иоганн Робертович Пельтцер, немец, предки которого переселились из Германии в Россию во времена Ивана Грозного. Иоганн Робертович был, тем не менее, актёром и всю жизнь называл себя Иваном Романовичем. Мать — еврейка, дочь главного раввина из Киева. Вплоть до августа 1914 года, пока не началась Первая мировая война, в семье говорили исключительно по-немецки.

Актёрскому мастерству училась у отца, который ставил её первые спектакли. На сцену впервые вышла в девять лет. А за следующую актёрскую работу она впервые получила гонорар. Но её путь на сцену не был лёгким: актрисой она стала без актёрского образования.

В 1930 году уехала с мужем в Берлин, где работала машинисткой в торговом представительстве СССР. Известный режиссёр Э. Пискатор, узнав, что молодая жена Ганса — театральная актриса, пригласил её в свою постановку «Инги» (по А. Г. Глебову). Благополучная, обеспеченная жизнь вне России оказалась всё же не для неё. Несмотря на отсутствие бытовых трудностей, языкового барьера, она развелась с мужем и вернулась в Москву, где вернула себе фамилию Пельтцер; но хорошие отношения они с Гансом поддерживали всю оставшуюся жизнь.

Лауреат Сталинской премии lll степени (1951).

Народная артистка РСФСР (1960)

Народная артистка СССР (1972).

Кавалер ордена Ленина (1984).

С 1980-х годов начала пропадать память. В конце 1980-х годов развилась подозрительность и мания преследования. Большую часть 1991 года провела в психиатрической больнице им. Ганнушкина, откуда её привозили на спектакли. В 1992 году вновь попала в психиатрическую лечебницу. Там получила травму — упав, сломала шейку бедра.

Скончалась 16 июля 1992 года в Москве на 89-м году жизни после инфаркта и пневмонии, похоронена на Введенском кладбище (28 участок) рядом с отцом и братом.

Согласно завещанию актрисы, двухкомнатная квартира в актёрском доме на улице Черняховского отписана домработнице — Анне Александровне Кукиной, ухаживавшей за ней более двадцати лет, архивы с фотографиями — театру, библиотека — М. А. Захарову