Henderson inició su carrera en Broadway y anuncios de televisión antes de dar el salto a apariciones más importantes como la que protagonizó en el late night show de Johnny Carson convirtiéndose en la primera mujer invitada del programa.
Oriunda del estado de Indiana (Estados Unidos), el papel que marcaría su carrera no llegó hasta 1969. Como Carol, la madre de La tribu de los Brady, contaría hasta 117 apariciones en episodios hasta 1974. Más tarde, haría un cameo como abuela de la familia en la película que adaptaba la sitcom.
Más allá de su paso por la serie como Carol Brady, Henderson también tuvo papeles en muchas otras producciones televisivas como Hércules, Ally McBeal o 30 Rock, además de ser la voz detrás de personajes en ficciones de animación tales como The Cleveland Show o Scooby-Doo.