Duse je rođena u Vigevanu u Italiji 1858. Otac joj je bio kazališni redatelj, a na pozornici je debitirala s četiri godine. Brzo je postala poznata u talijanskom kazalištu, a do 1880-ih bila je jedna od najpopularnijih glumica u Europi.
Godine 1893. Duse je debitirala u Americi u New Yorku. Postigla je veliki uspjeh i nekoliko je puta gostovala u Sjedinjenim Državama tijekom sljedećih nekoliko godina. Također je obišla Južnu Ameriku, Europu i Aziju, postavši jedna od najpoznatijih glumica na svijetu.
Duseov glumački stil karakterizirao je naturalizam i emocionalni realizam. Izbjegavala je pretjerane geste i artificijelnost tradicionalnog kazališta i umjesto toga se usredotočila na stvaranje likova koji su uvjerljivi i koji se mogu povezati. Također je bila poznata po svojoj sposobnosti prenošenja složenih emocija s velikom suptilnošću i nijansama.
Duseina karijera trajala je više od četiri desetljeća, a pojavila se u više od 300 predstava. Glumila je najrazličitije uloge, od Shakespearovih junakinja do modernih žena u suvremenim dramama. Osobito je hvaljena za svoje nastupe u Ibsenovim dramama, poput "Dame s mora" i "Hedde Gabler".
Duse se povukla s pozornice 1923., a umrla je u Pittsburghu, Pennsylvania, sljedeće godine. Smatraju je jednom od najvećih glumica svih vremena, a njen utjecaj se i danas vidi u radu glumaca i glumica.