Shelley Duvall (7 juillet 1949 à Houston aux États-Unis - ) est une actrice américaine.

Ancienne vendeuse en cosmétiques, elle est découverte dans sa ville natale par Robert Altman qui l'embarque sur le tournage de Brewster McCloud en 1970.

Shelley Duvall impose rapidement dans des premiers rôles sa physionomie amusante et séduisante (la critique Pauline Kael parle de Buster Keaton au féminin). Pour Altman, elle joue dans John McCabe (1971), Nous sommes tous des voleurs (1974), Nashville (1975), Buffalo Bill et les Indiens (1976), Trois femmes (pour lequel elle remporte le Prix d'interprétation à Cannes en 1977) ou encore Popeye (1980) dans lequel elle incarne le personnage de Olive Oyl.

Jusqu'en 1980, Shelley Duvall n'avait joué que pour Robert Altman, exception faite d'un petit rôle dans le Annie Hall de Woody Allen (1977) et d'une apparition dans un téléfilm. Mais Altman et Duvall ne collaboreront plus par la suite.

En 1980, elle est Wendy Torrance dans le Shining de Stanley Kubrick. L'année suivante, elle joue dans le Bandits, bandits de Terry Gilliam. En 1984, elle participe au court-métrage Frankenweenie, mis en scène par un jeune réalisateur prometteur qu'elle avait employé sur ses séries télévisées, Tim Burton.

Au cours des années 1980 et 1990, Shelley Duvall s'implique dans la production de programmes télé et vidéo pour enfants : Shelley Duvall's Faerie Tale Theatre (Le théâtre de contes de fées de Shelley Duvall), Shelley Duvall's Tall Tales and Legends (Les grands contes et légendes de Shelley Duvall), Shelley Duvall's Bedtime Stories, etc.

Elle apparaît par ailleurs régulièrement dans des films d'horreur aux budgets plus ou moins importants.