Josefina Yolanda Pellicer López de Llergo nació el 3 de abril de 1934 en Ciudad de México.^[2]​ Sus padres fueron César Pellicer Sánchez Mármol y Pilar López de Llergo y fue la tercera de ocho hijos.^[3]​ Sus hermanos fueron: Taide, Pilar, César, Tomás, José Manuel, Ana y Jorge.^[4]​^[5]​ Vivían en la calle Ámsterdam número 301 de la colonia Hipódromo Condesa.^[3]​

De acuerdo con sus hermanas Taide y Pilar, cuando Pellicer era pequeña en su escuela se portaba bien y la maestra le permitía representar las historias que ella misma había creado con su imaginación.^[6]​ Pina, Pilar y Taide asistieron a una escuela primaria bilingüe, algo que le ayudaría en su carrera dentro de Hollywood, aunque igualmente tuvo que tomar clases especiales para mejorar su acento y dicción.^[7]​ Al terminar la secundaria, ella y Pilar trabajaron durante un año, para posteriormente ingresar juntas a la Universidad Nacional Autónoma de México, cada una en su respectiva facultad,^[8]​ mientras alternaban su preparación académica tomando clases de danza en el Instituto Nacional de Bellas Artes y Literatura (INBA). Esta actividad las ayudó a conseguir su primer acercamiento al cine en 1949, ya que fueron elegidas para participar en algunas escenas de baile de la película La liga de las muchachas, proyectada en 1950 durante la Época de Oro del cine mexicano.^[8]​^[9]​^[10]​ También incursionó en el modelaje, aunque solo fue por una breve temporada.^[8]​^[9]​

Pellicer se licenció en historia en la Facultad de Filosofía y Letras.^[9]​ Al concluir sus estudios, consiguió trabajó en su facultad, escribiendo en la Gaceta Universitaria junto a Carlos Monsiváis, redactando textos para las solapas en las ediciones de la Universidad, y leyendo poemas y textos que se transmitían por la Radio UNAM.^[11]​ También colaboró con el historiador Edmundo O'Gorman, en el departamento de publicaciones.^[9]​ En 1953, se involucró en el movimiento teatral universitario y su primera experiencia dentro del teatro fue con Álvaro Custodio en su compañía de teatro clásico, en la cual tuvo papeles menores.^[11]​^[12]​ Junto a su hermana Pilar, se inscribió al estudio escénico de Seki Sano, con el objetivo de perfeccionarse en el arte teatral.^[11]​^[13]​

Alrededor de marzo de 1957, fue recomendada por su amigo Juan Soriano al director de escena teatral Héctor Mendoza, quien le dio la oportunidad de aparecer en el tercer programa de Poesía en voz alta, puestas en escena escritas por Octavio Paz, Juan José Arreola y Héctor Mendoza. De este modo, adoptó el nombre artístico de Pina Pellicer inspirado en la actriz italiana Pina Menichelli,^[3]​ e hizo su debut con un papel en la obra, El buen amor.^[12]​^[13]​

En marzo de 1958, con el apoyo de María Tereza Montoya, tuvo su primera oportunidad en el teatro profesional con la obra El diario de Ana Frank, donde fue vista por el productor estadounidense Frank Rosenberg, quien la eligió como una de las aspirantes a coestelar de Marlon Brando en la película estadounidense, One-Eyed Jacks.^[14]​^[15]​ La experiencia de participar en Hollywood le causó miedo e inseguridad, declarando lo siguiente:

Cuando me invitaron a hacer una prueba para la película, lo tomé como una broma. Sin embargo, acepté por curiosidad: quería saber en qué consistían las pruebas de cine en Hollywood. Como otras aspirantes a actrices también lo intentaban, me volví más segura de mí misma. Cuando llegó mi turno, por primera vez en muchos años, me sentí completamente a gusto [...] Pero, al llegar a Hollywood me puse nerviosa. Me dijeron que tenía que ir a California y hacer las pruebas finales. Un par de minutos antes de la prueba, Marlon me llamó y me dijo «señorita, quiero que esté conmigo en la película, haga exactamente lo que se indica en el guion y nada más. Te ordenó no ponerte nerviosa.» Creo que confié en él, porque actué muy a gusto: pero al completar la prueba sentí que me iba a dar un ataque al corazón. Estaba muy nerviosa y a punto de ponerme histérica.^[16]​

Pellicer hablando sobre su incursión en Hollywood

Al final, se quedó con el papel e inició las grabaciones del proyecto, que duraron del 2 de diciembre de 1958, al 2 de junio de 1959.^[17]​ Tras concluir sus llamados en Estados Unidos, volvió a México, donde fue seleccionada para protagonizar Macario junto a Ignacio López Tarso.^[18]​ El rodaje del filme se llevó a cabo del 7 de septiembre al 9 de octubre de 1959.^[19]​

Macario se estrenó el 9 de junio de 1960, convirtiéndose en su primera película, así como en la primera producción mexicana en ser nominada a un premio Óscar en 1961, como parte de la categoría a mejor película extranjera.^[14]​ Por su actuación, fue galardonada con un premio Cuauhtémoc.^[16]​ Por otra parte, One-Eyed Jacks se lanzó el 30 de marzo de 1961, con The New York Times describiéndola como «una chica —no precisamente guapa, sino una mexicana encantadora y delicada, interpretada con dulzura— que se interpone encantadoramente».^[20]​ Gracias a su desempeñó, en julio de 1961, consiguió el premio a la mejor interpretación femenina en el Festival Internacional de Cine de San Sebastián, con el cual se consagró como estrella internacional.^[21]​

En 1961, fue contactada desde España por Rafael Gil, quien la invitó a protagonizar la película Rogelia, un drama estrenado en 1962.^[21]​ En el filme compartió créditos junto al actor español Arturo Fernández.^[22]​ El mismo año, regresó a México para rodar Días de otoño, un drama psicológico lanzado en 1963, en el que nuevamente compartió créditos protagónicos con Ignacio López Tarso.^[23]​^[24]​^[25]​ Por su actuación, recibió una Diosa de plata a mejor actriz, un premio Ónix concedido por la Universidad Iberoamericana, otro Cuauhtémoc, y el premio del Festival Internacional de Cine de Mar del Plata de 1964.^[16]​^[26]​^[27]​^[28]​ También en 1963, participó en el episodio «Smoke Screen» de la serie de televisión estadounidense, The Fugitive.^[29]​

A principios de 1964, trabajó con el director estadounidense Alfred Hitchcock para aparecer en The Alfred Hitchcock Hour, una serie de terror y suspenso en la que, junto al argentino Alejandro Rey, estelarizó el episodio «The Life Work of Juan Diaz».^[30]​ Justo en ese año, intervino en el programa Gran teatro como protagonista del capítulo «Electra», consiguió su primer y único protagónico en una telenovela con La dama de corazones,^[31]​ y actuó en la emisión Pacto de medianoche junto a Manolo Fábregas, quien declaró para el periódico Excélsior que durante los ensayos, Pina se veía sumamente nerviosa, le temblaban las manos y sudaba mucho, pues el argumento del episodio que grabó era el de una joven que pensaba acabar con su vida en una noche de invierno.^[31]​ Cabe destacar que estas tres últimas producciones se consideran material perdido, pues no se tiene conocimiento de copias preservadas para visualizar alguna.

Previo a su fallecimiento, Pellicer participó en la película El pecador (1965) filmada del 6 al 24 de julio de 1964, en la que compartió créditos junto a Joaquín Cordero, Marga López y Arturo de Córdova.^[9]​^[26]​^[27]​ La cinta fue estrenada de manera póstuma el 1 de abril de 1965.^[32]​

Pellicer era una persona muy reservada, algo sobre lo que declaró:

No me gusta hablar de sentimientos porque si otros descubren cómo soy, lo usarán como arma contra mí para hacerme daño.^[33]​

El 3 de junio de 1964, el periódico Excélsior informó de que la actriz había sido víctima de un robo el 26 de marzo de ese año. De acuerdo con el reportaje, su domicilio en Pachuca 131-101, en la colonia Condesa, había sido saqueado, pues al llegar al mismo notó que la puerta estaba abierta, que su alhajero había sido abierto y que faltaban cosas en su sala. Los objetos que le robaron incluyeron un broche de zafiros y brillantes valuado en siete mil pesos; un broche de perlas que valía 1500 pesos; una medalla de nácar y brillantes, que valía más de tres mil pesos; un tocadiscos estereofónico y todos sus discos.^[34]​

Con 30 años de edad, Pellicer vivía sola en un departamento del edificio Pachuca 131, ubicado en la Colonia Condesa, Ciudad de México. El sábado 5 de diciembre de 1964, conversó telefónicamente con Lonka Beker, su representante, y depositó una carta en el correo escrita en una hoja azul y perfumada con «Arpège» (su fragancia favorita).^[23]​ Esta iba dirigida a Salomón Laiter, un amigo suyo al que había conocido en 1954 cuando apenas iba iniciando su carrera en el teatro universitario. De acuerdo con él, la llegó a apreciar como a una hermana.^[31]​ Además de la carta, también le envió un cheque con la cantidad de $2000 pesos que incluía instrucciones para pagar las deudas que quedaba a deber.^[35]​

En la misiva se leía lo siguiente:

«Querido Chalo: Sé que entenderás perfectamente mi cansancio; ya no tengo fuerzas… Tal vez nunca hubiera llegado a la desilusión total; creo en los seres humanos, creo sobre todo en los que me quieren y siento defraudarlos, pero no puedo más. Pina.»^[23]​^[31]​

A Salomón se le entregó esto el 10 de diciembre, e inmediatamente después de recibirlo, salió de su departamento ubicado en la colonia Anzures rumbo al de Pellicer. Ahí acordó encontrarse con Lonka Beker. Ella ya lo estaba esperando en la entrada del edificio.^[23]​^[31]​ Salomón toco varias veces la puerta de su departamento sin obtener respuesta.^[23]​ Ante esta situación, habló con María Cruz González, la portera del edificio, quien le aseguró que ella no había salido de su departamento desde el sábado 5 de diciembre, y desde hacía seis días no la veía.^[23]​^[31]​ Angustiados al saber esto, decidieron forzar las cerraduras de la puerta del departamento, y al abrirlo, descubrieron el cuerpo de Pellicer recostado sobre la cama de su dormitorio.^[23]​^[31]​ En su recámara la policía encontró tres frascos vacíos; dos de Valium y otro con cápsulas de Neohebaral, de los cuales, se supuso que la actriz había ingerido todas las pastillas.^[31]​ Su causa de muerte fue descrita como una intoxicación por barbitúricos,^[1]​ que de acuerdo a la carta de despedida dejada por ella y dicho de otra manera, se debió a un suicidio por una sobredosis de barbitúricos. De acuerdo a su acta de defunción, su fallecimiento se produjo el día 6 de diciembre a las 10 de la noche, la misma erróneamente menciona que tenía 29 años.^[1]​

Sumida en una profunda tristeza y perturbada por una inestabilidad mental que padeció durante toda su vida sin una explicación concisa, en su diario personal se encontró el siguiente escrito:

«Seres como yo deberían tener la libertad de morir en el momento en que la tristeza empezara a invadirlos, porque los seres como yo somos seres débiles, incapaces de decirle no a la tristeza, no a la vida, nos dejamos llevar, nos dejamos vivir, nos dejamos morir por la tristeza.»^[36]​

El 11 de diciembre de 1964, su cuerpo fue enterrado en la parcela de la Asociación Nacional de Actores (ANDA) del Panteón Jardín, ubicado en la misma ciudad. Algunas de las figuras notables que asistieron a su funeral incluyeron al cantante y compositor José Ángel Espinoza «Ferrusquilla», los actores Víctor Manuel Mendoza e Ignacio López Tarso,^[23]​ la actriz Rita Macedo y su hija Julissa,^[23]​ los directores de cine Roberto Gavaldón,^[23]​ Julio Bracho, y Emilio «El Indio» Fernández, el agregado cultural de la Embajada de Francia, Jean Sirol,^[37]​ el productor de televisión Luis de Llano, su tío el poeta Carlos Pellicer,^[23]​ algunos de sus amigos,^[38]​ y sus hermanos. Con notabilidad, destacó la ausencia de su madre, quien se encontraba delicada de salud al enterarse de su muerte.^[31]​

La poetisa Pita Amor escribió un poema en su memoria:^[39]​^[40]​

Tanto eras para la vida que tú elegiste la muerte, así cerraste tu suerte con tu alada y santa huida. Niña buena entretejida de esperanzas y temores, niña que nos dio fulgores de alto cielo y armonía en la cruel melancolía de tus ojos que eran flores. Flores abiertas al cielo, flores que a mí me arrobaron, flores que hoy se marchitaron, y me invadieron de duelo. Yo me he muerto con tu vuelo, mas voy a seguir viviendo porque tú irás existiendo en cada latido mío; yo te sacaré del frío abismo en que estás naciendo.^[39]​

El autor Reynol Pérez Vázquez comentó que Pellicer fue una actriz admirada por los «intelectuales», ya que era una mujer moderna que en su época logró romper con varios estereotipos a los que se acostumbraba en ese entonces.^[31]​ También comentó que fue muy admirada por el director y productor inglés Alfred Hitchcock.^[31]​ En una nota de un periódico del año 1964, se encontró el siguiente escrito que afirma la admiración de Hitchcock por Pina:

«Para él era una actriz en toda la extensión de la palabra. Le hablaba por teléfono desde Hollywood para saludarla o solicitar todos sus servicios. Inclusive, Pina estaba en los planes del mago del suspenso para películas futuras.»^[31]​

En 2006, el libro Pina Pellicer: luz de tristeza (1934-1964), fue publicado por Reynol Pérez Vázquez y su hermana Ana Pellicer, en el que se habla sobre su vida y su carrera.^[41]​ En una entrevista acerca del libro, su hermana Ana comentó lo siguiente:

Lo más difícil de hacer el libro, fue no poder entender por qué se suicidó, no poder tenerla; saber que nunca tuvo el amor, que nunca pudo ser totalmente feliz. Pina vivió muy poco; fue una actriz magnífica con una belleza singular, pero con una tristeza y melancolía tremendas. Hizo grandes cosas en cinco años, pero dejó una huella, y una de las ideas era dejar el impacto de su vida.^[36]​

• Pina Pellicer en Internet Movie Database (en inglés).