Nata a Marylebone - in Inghilterra - nel 1931, allieva della Central School of Speech and Drama di Londra, nel ’49, debutta in teatro al West End nella pièce A Penny for a Song.

Due anni dopo appare, insieme al grande John Gielgud, nella tragicommedia shakespeariana Il racconto d'inverno, in cui interpreta il ruolo di Perdita.

Nel ’52 esordisce al cinema in un ruolo secondario in  Father's Doing Fine (1952) di Henry Cass e, nei successivi tre anni, interpreta soprattutto piccole parti di giovani donne in film quali The Second Mrs. Tanqueray (1953) di Dallas Bower, Mare crudele (1953) di Charles Frend, The Oracle (1954) di C. M. Penninghton Richards, Simba (1955) di Brian Desmond Hurst (1955), L’ultima vendetta (1955) di Basil Dearden.

Negli stessi anni continua a recitare a teatro e, nella stagione 1954-55, fa parte della prestigiosa compagnia dell'Old Vic.

A partire dal ’56 comincia ad ottenere ruoli cinematografici più interessanti, fra cui ricordiamo quello di Jean Paget, la dattilografa inglese che viene fatta prigioniera dai giapponesi in Malesia durante la Seconda guerra mondiale in La mia vita comincia in Malesia (1956) di Jack Lee, in cui recita con Peter Finch. Tale ruolo le fa vincere un premio BAFTA come Migliore Attrice Protagonista.

L’anno seguente un’altra notevole performance nei panni di Henrietta in Il grande amore di Elisabetta Barrett (1957) di Sidney Franklin, in cui recita nuovamente con John Gielgud.

Nel’58 viene candidata ai BAFTA per la sua superlativa performance in Scuola di spie (1958) di Lewis Gilbert, con Paul Scofield, film di spionaggio in cui interpreta Violette Szabo, agente segreto SOE che, durante la Seconda guerra mondiale, verrà fucilata dai tedeschi.

L’anno seguente è nell’avventuroso I giganti del mare (1959) di Michael Anderson, con Gary Cooper - al suo penultimo film -, Charlton Heston, Michael Redgrave, ed un giovane Richard Harris (al suo terzo film).

Sposatasi - nel ’57 - con l'attore Bill Travers (1922-1994) - interprete, ad esempio, di Sangue misto (1956) di George Cukor, con Stewart Granger e Ava Gardner - con lui interpreta   Two Living, One Dead (1961) di Anthony Asquith.

Dopo quattro anni di assenza dai set, torna al cinema con il film per il quale ancora oggi è nota a livello internazionale: Nata libera (1965) di James Hill, pellicola girata ed ambientata in Kenya in cui V. McKenna interpreta il ruolo di Joy Adamson (1910-1980, autrice del libro omonimo da cui il film è tratto) e in cui recita con il marito B. Travers (che interpreta il naturalista e ambientalista George Adamson - 1906-1989 - marito di Joy). Tale performance le farà ottenere una nomination al Golden Globe come Miglior Attrice Protagonista in un film drammatico. Il film vincerà anche un Oscar per la Miglior Colonna Sonora del grande John Barry (1933-2010), autore della celeberrima sigla dei film di 007 e futuro premio Oscar altre tre volte (per le musiche di Il leone d'inverno - 1968 - di Anthony Harvey, La mia Africa - 1985 - di Sydney Pollack e Balla coi lupi - 1990 - di e con Kevin Costner) e la Miglior Canzone originale "Born Free", scritta da J. Barry medesimo e cantata da Matt Monroe).

La vicenda della leonessa Elsa e l’esperienza maturata nel corso delle riprese del film e della collaborazione - divenuta una vera e propria amicizia - con Joy e George Adamson colpiranno Virginia McKenna e Bill Travers a tal punto da indurli ad avvicinarsi seriamente ai temi della salvaguardia della natura e della fauna selvatica in Africa. Nei circa trent’anni successivi, i due diraderanno le loro apparizioni teatrali e cinematografiche e continueranno ad impegnarsi costantemente in numerose attività per la protezione degli animali selvatici in Africa e per la salvaguardia delle foreste fondando, nel 1984, l’organizzazione Zoo Check e dando vita, nel ’91, alla “Born Free Foundation”, ancora oggi attiva.

Negli anni successivi V. McKenna continua a recitare apparendo in Waterloo (1970) di Sergey Bondarciuk, in cui interpreta la Duchessa di Richmond, An Elephant Called Slowly (1971) di James Hill, The Gathering Storm (1974) di Herbert Wise, Unico indizio: un anello di fumo (1977) di Stuart Cooper, l’horror Holocaust 2000 (1977) di Alberto De Martino, con Kirk Douglas, Extrasensorial (1982) di A. De Martino, e lavorando per la televisione britannica.

A teatro ricordiamo la sua apparizione nella commedia musicale The King and I (1979), in cui recita con Yul Brynner e con cui vince il premio Laurence Olivier come Migliore Attrice di musical. Al cinema, alla fine degli anni Novanta, interpreta il breve ma incisivo ruolo della madre di John Hannah in Sliding Doors (1998) di Peter Howett, con una giovane Gwyneth Paltrow.

Vedova di Bill Travers (scomparso nel ’94 a settantadue anni), i meriti artistici e l'intenso impegno per la salvaguardia dell’ambiente ed in favore dei diritti degli animali, nel 2004 le sono valsi la nomina a Ufficiale dell'Ordine dell'Impero Britannico.

Ancora attiva a teatro e in televisione (nonché in battaglie ambientaliste ed animaliste), nel 2009 ha pubblicato la sua autobiografia, intitolata The Life in My Years.