Cresciuta in una famiglia con tre fratelli, con la madre morta giovane di Alzheimer, studia arte drammatica ed inizia appena ventenne la carriera da attrice, diventando quasi immediatamente una stella in Italia.
Dal 1964 al 1968 domina le cronache rosa per il suo matrimonio con Peter Sellers dal quale ha avuto un figlio. Il rapporto è turbolento e chiaccherato e termina con il divorzio. I due recitano anche insieme in un paio di film.
Nel 1973 recita in The Wicker Man dove fa scalpore una scena in cui danza nuda che provoca molte censure alla pellicola.
L'anno successivo è una Bond girl in L'uomo dalla pistola d'oro.
Al termine degli anni Settanta torna al centro dei gossip, per un altro rapporto tormentato con Rod Stewart.
Nel tempo i progetti cinematografici a cui partecipa sono sempre più scadenti ed anche le cronache rosa si allontanano (nel 1984 si sposa con Jim Phantom da cui ha un figlio, prima di divorziare nel 1992).
Nel 2004, Charlize Theron è chiamata ad interpretare il ruolo di Britt Ekland nel film Tu chiamami Peter, dedicato alla vita del primo grande marito dell'attrice svedese.