Nacida en Copenhague, Dinamarca, empezó su carrera como fotógrafa periodística pero después se convirtió en actriz.^[3]​ Llegó a los Estados Unidos en 1937. Fue registrada como Aase Madsen-Iversen, una actriz danesa de 23 años, según el manifesto del S/S Normandie, en el que navegó desde Southampton, Inglaterra, partiendo el 18 de diciembre de 1937 y llegando al puerto de Nueva York el 23 de diciembre de 1937.

Su primera película fue Kidnapped (1935).^[4]​ Después interpretó a la mujer infiel de Melvyn Douglas que lidia con la chantajista Joan Crawford en Un rostro de mujer (1941). También apareció como una mujer misteriosa con algo que ocultar en la película Deadline at Dawn (1946). También protagonizó con Lloyd Bridges la película Rocketship X-M (1950), la primera aventura espacial posterior a la Segunda Guerra Mundial.

Más tarde en su carrera, Massen apareció como invitada en muchos programas televisivos. Apareció tres veces en Perry Mason. En 1958 actuó como Lisa Bannister en "El caso de la hija desesperada", donde se reunía con su hija en la película Master Race Gigi Perreau y en 1959 actuó como Sarah Werner en "El caso del sueño destrozado". Su última aparición televisiva fue en 1962 cuándo interpretó a Lisa Pedersen en "El caso de la marca empañada".

Estuvo casada tres veces, todas uniones breves, incluyendo a Allan Hersholt, hijo de Jean Hersholt, el 15 de diciembre de 1938.

Murió en Hollywood el 2 de enero de 2006, once días antes de cumplir 92 años a causa de una cirugía no especificada.^[5]​^[6]​^[7]​ Sus restos están enterrados en Westwood Village Memorial Park en Los Ángeles, con una placa que señala su nombre como Osa Massen Vogel.^[3]​

• Osa Massen en Internet Movie Database (en inglés).
• «Tumba de Osa Massen» (en inglés). Find a Grave.