jest amerykańską aktorką. Jest laureatką wielu nagród, w tym Oscara, Primetime Emmy Award, trzech Złotych Globów i nagrody BAFTA. W 2011 roku rząd Francji nadał jej tytuł Oficera Orderu Sztuki i Literatury.
Jej kariera rozpoczęła się we wczesnych latach 60. na Broadwayu. Na ekranie zadebiutowała w 1967 roku w filmie The Happening, w tym samym roku nakręciła Hurry Sundown z gwiazdorską obsadą, a sławę przyniosła jej rola wyjętej spod prawa Bonnie Parker w Bonnie i Clyde Arthura Penna, za którą otrzymała swoją pierwszą nominację do Oscara. Do jej najważniejszych filmów należą: kryminał The Thomas Crown Affair (1968), dramat romantyczny The Arrangement (1969), rewizjonistyczny western Little Big Man (1970), dwuczęściowa adaptacja klasycznej powieści Alexandre'a Dumasa The Three Musketeers (1973, a następnie The Four Musketeers w 1974), neo-noir mystery Chinatown (1974), za który otrzymała drugą nominację do Oscara, dramat akcji The Towering Inferno (1974), thriller polityczny Three Days of the Condor (1975), satyra Network (1976), za którą zdobyła Oscara dla najlepszej aktorki, thriller Eyes of Laura Mars (1978) i dramat sportowy The Champ (1979).
W kolejnych latach jej kariera ewoluowała w kierunku bardziej dojrzałych ról charakterystycznych, często w filmach niezależnych, począwszy od kontrowersyjnej roli Joan Crawford w filmie Mommie Dearest z 1981 roku. Inne godne uwagi filmy to Supergirl (1984), Barfly (1987), The Handmaid's Tale (1990), Arizona Dream (1994), Don Juan DeMarco (1995), The Twilight of the Golds (1997), Gia (1998) i The Rules of Attraction (2002). Dunaway wystąpiła również na scenie w kilku sztukach, w tym w A Man for All Seasons (1961-63), After the Fall (1964), Hogan's Goat (1965-67) i A Streetcar Named Desire (1973). Otrzymała nagrodę Sarah Siddons Award za rolę śpiewaczki operowej Marii Callas w Master Class (1996).
Chroniąc swoje życie prywatne, rzadko udziela wywiadów i bardzo rzadko występuje publicznie. Po romantycznych związkach z Jerrym Schatzbergiem i Marcello Mastroiannim, Dunaway dwukrotnie wyszła za mąż, najpierw za piosenkarza Petera Wolfa, a następnie za fotografa Terry'ego O'Neilla, z którym miała syna Liama.
