Attrice inglese. Figlia di Charlie C. e nipote del celebre commediografo E. ­O'Neill, riesce ad affermare una propria personalità artistica cominciando con la danza per poi passare al cinema. Il suo primo ruolo di rilievo è in Il dottor Zivago (1965) di D. Lean mentre due anni dopo lavora con il leggendario genitore-regista in La contessa di Hong Kong. Minuta e sensibile, è a suo agio in ruoli di donne fragili o meglio ancora eccentriche, per le quali utilizza con misura alcune ineffabili espressioni ereditate da Charlot. Lavora fra gli altri con R. Altman in Nashville (1975), C. Lelouch in Bolero (1981), A. Resnais in La vita è un romanzo (1983), M. Scorsese in L'età dell'innocenza (1993), P. Almodóvar in Parla con lei (2002). È anche la protagonista di alcuni film del coreografo e regista C. Saura come Cria Cuervos (1975) e Elisa, vida mia (1977).