Na Floridi rojena Faye Dunaway se je rodila mami gospodinji in očetu, ki je bil vojaški častnik. Iz igre je diplomirala leta 1962 v Bostonu, nakar je dve leti nastopala na Broadwayu. Na platnu je debitirala leta 1976 v komediji The Happening ter istega leta nastopila z Warrenom Beattyjem v filmu Bonnie in Clyde, piše v igralkinem življenjepisu na spletni strani IMDb.
Film so posneli po resnični zgodbi dveh prestopnikov – Bonnieju Parkerju in Clyde Barrow, ki sta v 30. letih minulega stoletja s svojo tolpo potovala po ZDA in ropala manjše trgovine in bencinske črpalke.
Leta 1974 je nastopila skupaj z Jackom Nicholsonom v s šestimi oskarji nagrajenem filmu Kitajska četrt, tri leta pozneje pa je prejela oskarja za glavno vlogo v filmu TV Mreža, kjer je upodobila brezobzirno televizijsko producentko. Zaigrala je tudi v filmih, kot so Afera Thomasa Crowna režiserja Johna McTiernana, Mali veliki mož Arthurja Penna in Peklenski stolp v režiji Johna Guillermina.
V Hollywoodu je veljala za zahtevno divo in upornico. Bila je dvakrat poročena in tudi ločena, med njenimi partnerji je bil tudi igralec Marcello Mastroianni. Ima sina Liama O’Neilla, ki je tudi igralec.