była amerykańską aktorką i producentką. Znana ze współpracy z Robertem Altmanem i grania ekscentrycznych postaci, zdobyła nagrodę na Festiwalu Filmowym w Cannes i była nominowana do nagrody Brytyjskiej Akademii Filmowej i dwóch nagród Emmy. Cztery z jej filmów znajdują się w Narodowym Rejestrze Filmowym Biblioteki Kongresu.
Urodzona w Teksasie Duvall została odkryta przez Altmana, który był pod wrażeniem jej optymistycznej prezencji i obsadził ją w czarnej komedii Brewster McCloud (1970). Choć wahała się, czy zostać aktorką, kontynuowała współpracę z Altmanem, występując w westernie McCabe & Mrs. Miller (1971) i filmie kryminalnym Thieves Like Us (1974). Jej przełom nastąpił wraz z jego filmem muzycznym Nashville (1975) i zdobyła uznanie za rolę w jego dramacie 3 Women (1977). Następnie zagrała drugoplanową rolę w komedii romantycznej Woody'ego Allena Annie Hall (1977).
Duvall zyskała dalszy rozgłos dzięki głównym rolom Wendy Torrance w horrorze Stanleya Kubricka Lśnienie i Olive Oyl w filmie przygodowym Altmana Popeye, oba w 1980 roku. Wystąpiła w filmie fantasy Terry'ego Gilliama Time Bandits (1981), krótkometrażowym horrorze komediowym Tima Burtona Frankenweenie (1984) i filmie komediowym Freda Schepisiego Roxanne (1987). W drugiej połowie lat 80. podjęła się produkcji programów telewizyjnych skierowanych do dzieci i młodzieży, tworząc i prowadząc programy Faerie Tale Theatre (1982-1987), Tall Tales & Legends (1985-1987), Nightmare Classics (1989) i Shelley Duvall's Bedtime Stories (1992-1994).
W latach 90. Duvall występowała sporadycznie, grając drugoplanowe role w thrillerze Stevena Soderbergha The Underneath (1995) i dramacie Jane Campion The Portrait of a Lady (1996). Po pojawieniu się w filmie komediowym Gabrielle Burton Manna from Heaven (2002), porzuciła aktorstwo, aż do powrotu do swojej ostatniej roli w horrorze The Forest Hills (2023). Jej zdrowie psychiczne w międzyczasie zostało omówione przez media, na krótko upubliczniając jej życie prywatne. Duvall zmarła z powodu powikłań cukrzycy 11 lipca 2024 roku.