Shelley Duvall zagrała w siedmiu filmach wyreżyserowanych przez jej mentora, Roberta Altmana, m.in. „McCabe i pani Miller”, „Złodzieje tacy jak my” i „Nashville”. Za rolę w filmie „Trzy kobiet” otrzymała nagrodę na Festiwalu Filmowym w Cannes i nominację do nagrody Brytyjskiej Akademii Filmowej.
Shelley Duvall była nominowania do Złotej Maliny za rolę w filmie „Lśnienie”
W filmie „Lśnienie” Stanleya Kubricka zagrała u boku Jacka Nicholsona. Za swoją grę była nominowana w 1980 roku do Złotej Maliny. W 2022 roku kapituła nagrody postanowiła odwołać nominację sprzed ponad 40 lat. Aktorka miała bardzo przeżyć rok na planie filmowym, ponieważ Kubrick wielokrotnie powtarzał sceny i zmieniał scenariusz.
W wywiadzie dla magazynu „People” mówiła, że reżyser kazał jej płakać 12 godzin dziennie przez wiele tygodni". - Nigdy więcej nie dam z siebie tak wiele. Jeśli chcesz cierpieć i nazywać to sztuką, proszę bardzo, ale nie ze mną - mówiła.
W latach 90. Duvall opuściła Hollywood i przeniosła się do rodzinnego Teksasu.
W listopadzie 2016 roku Duvall pojawiła się w jednym z odcinków popularnego w Stanach Zjednoczonych talk show Dr. Phil i ujawniła, że cierpi na chorobę psychiczną. - Jestem bardzo chora. Potrzebuję pomocy — mówiła. Fani zarzucali producentom, że wykorzystali aktorkę, by podbić oglądalność.
Przekonywała, że widuje Robina Williamsa, z którym przed laty grała w filmie "Popeye" Altmana, choć aktor nie żył już od dwóch lat.
Duvall zmarła we śnie z powodu powikłań cukrzycy w swoim domu w Blanco w Teksasie. Miała 75 lat.
