Farrah Fawcett est née Mary Farrah Leni Fawcett le 2 février 1947 à Corpus Christi au Texas. C'est durant ses études d'art à l'université du Texas qu'elle décide de poser comme mannequin pour des publicités, après s'être fait remarquer dans un concours de beauté interne à l'université. Elle se retrouve bientôt dans de petites séries télévisées (Harry O).
En 1976, elle accepte de tourner le pilote d'une série télévisée d'Aaron Spelling. Il s'agit de Charlie's Angels (Drôles de dames). Elle y tient le rôle de Jill Munroe, recrutée par un mystérieux homme et chargée de mener des enquêtes rocambolesques en compagnie de deux autres équipières (jouées par Jaclyn Smith et Kate Jackson). Les aventures de ces trois drôles de dames remportent un grand succès faisant de Farrah une star internationale, au point même d'éclipser la célébrité de son propre mari, Lee Majors (L'Homme qui valait trois milliards, L'Homme qui tombe à pic).
Connue et reconnue au sein de la profession, mais de plus en plus harcelée par le public, Farrah fait le choix de quitter les studios Spelling à la fin de la première saison, pour poursuivre sa carrière au cinéma. Au bout d'un long bras de fer avec les producteurs, elle obtient d'être remplacée par Cheryl Ladd, qui joue le rôle de sa petite sœur, mais devra faire plusieurs apparitions dans les saisons suivantes en tant qu'invitée.
En dehors de quelques films comme Extremities 1986, Le Prédicateur 1997 et Docteur T et les femmes 2000 où ses prestations seront saluées par les critiques, la carrière cinématographique de l'actrice se révélera décevante.
Farrah Fawcett se marie avec Lee Majors en juillet 1973 et prend le nom de Farrah Fawcett-Majors. Cependant le couple Fawcett-Majors se sépare en 1982. Elle entretient ensuite une longue relation avec l'acteur Ryan O'Neal dont naît, en 1985, un enfant prénommé Redmond.
Le 7 octobre 2006, elle est atteinte d'un cancer de l'anuset entreprend une chimiothérapie après avoir été opérée. Elle effectue des séjours dans un centre de soins en Allemagne.
Farrah Fawcett meurt le 25 juin 2009 à 9 h 28 (heure locale) à l'unité des soins intensifs de l'hôpital Saint John's Health Center de Santa Monica en Californie. Elle est inhumée au cimetière Westwood Memorial Park de Los Angeles.
Farrah Fawcett lègue toute sa fortune, évaluée à quatre millions de dollars, à son fils Redmond.