Figlia di un giornalista napoletano e di una scultrice estone, cresce assieme alla sorella Claudia, con la quale condividerà gli esordi come interpreti di fotoromanzi negli Anni Settanta.
L'esordio come moglie bambina
Notata da Damiano Damiani, è imposta come protagonista della sua pellicola La moglie più bella (1970) con Tano Cimarosa, storia vera di una ragazza che si ribella agli antichi costumi siciliani ed è proprio Damiani a farla esordire con il nome d'arte di Ornella Muti, ispirandosi a Elena Muti, protagonista femminile del romanzo di Gabriele D'Annunzio "Il piacere". Ed è un vero piacere guardare Ornella al cinema che gli spalanca le sue porte e comincia a farla lavorare accanto a Vittorio Caprioli ne Paolo il caldo (1973), con Claudio Gora ne Le monache di Sant'Arcangelo (1973), ma soprattutto nella bellissima commedia Romanzo popolare (1974) di Mario Monicelli con il maestoso e superbo Ugo Tognazzi. Nel film, la Muti interpreta la sua giovane moglie, ma pochi sanno che, proprio durante la lavorazione del film, l'attrice era incinta della sua prima figlia Naike, avuta da un produttore spagnolo il cui nome non è mai stato rivelato dalla donna. Anche perché poi la Muti si sposerà da lì a poco con l'attore e collega Alessio Orano, anche se poi divorzierà da lui nel 1981.
Il film stranieri e quelli con Marco Ferreri
Apprezzata notevolmente anche all'estero e in particolare in Francia e in Spagna, questa bellezza nostrana riesce a ottenere un David di Donatello Speciale nel 1976, poi recita con Michel Piccoli ne Léonor (1975) e viene diretta dal mitico Marco Ferreri nel capolavoro L'ultima donna (1976) ancora con Piccoli, ma anche con un attore che diventerà il suo partner professionale ideale e abituale: Gérard Depardieu. Ferreri si innamorerà follemente dell'attrice Muti. E infatti, la dirigerà ancora ne Storie di ordinaria follia (1981) e Il futuro è donna (1984, per il quale vincerà un Nastro D'Argento).
Le ultime commedie all'italiana
Ma la sua carriera non si ferma certo qui. Ci sono da aggiungere: Come una rosa al naso (1976) di Franco Rossi con Vittorio Gassman, Morte di una carogna (1977) con Klaus Kinski, il film a episodi I nuovi mostri (1977) firmato da Dino Risi, Mario Monicelli ed Ettore Scola con la grande triade Gassman-Tognazzi-Sordi, La stanza del vescovo (1977) di Risi ancora con Tognazzi (coppia che verrà replicata anche ne Primo amore, 1978) e Giallo Napoletano (1979) con Piccoli e Marcello Mastroianni.
L'esordio americano
Dino De Laurentiis decide poi di imporla anche sul piano internazionale e in particolare in America, inserendola nel cast di Flash Gordon (1980) di Mike Hodges, nel ruolo della figlia del Ming Max von Sydow. La Muti si trova così a recitare con Timothy Dalton, Robbie Coltrane, Mariangela Melato e Sam Jones. Ma il film è un flop clamoroso, così Ornella torna in patria per diventare la partner professionale di Francesco Nuti e Adriano Celentano. Disgraziatamente, la sua fama comincia a scemare notevolmente. La grande onda del successo che l'aveva travolta comincia a ritirarsi e lei cerca riparo ancora in America, dove recita nel film tv con Faye Dunaway Il veneziano (1986), seguito dal telefilm I viaggiatori delle tenebre (1986). Gli ultimi bagliori della sua celebrità brillano con il Nastro d'Argento come miglior attrice per Io e mia sorella (1987) e quello per Codice privato (1988), dove ricalca un ruolo che prima di lei era stato di Anna Magnani nel secondo episodio del film Amore di Roberto Rossellini.
Il declino del successo
Moglie e poi ex moglie di Federico Facchinetti, diventa madre di altri due figli Carolina e Andrea e poi ritrova la Dunaway ne Aspetta primavera Bandini (1989). Diretta da Francesco Rosi ne Cronaca di una morte annunciata (1987) con Rupert Everett e da Gianfranco Mingozzi ne Il frullo del passero (1988) con Philippe Noiret, accetta il netto declino della sua carriera che coincide con lo sfiorire della sua giovinezza, nonché con la fine della commedia all'italiana. La Muti incassa, così come aveva incassato una sua collega, Eleonora Giorgi e si presta, almeno in Italia, per sporadici film d'autore (Il viaggio di Capitan Fracassa, 1990, di Ettore Scola con Ciccio Ingrassia) e non (Vacanze di Natale '91, 1991, con Sordi e Claudio Gora). Passa dal ruolo di moglie di Sylvester Stallone ne Oscar - Un fidanzato per due figlie (1991) a protagonista dell'episodio La domenica specialmente firmato da Giuseppe Bertolucci nell'omonimo film del 1991, che ha nel cast anche Noiret e come autori Giuseppe Tornatore, Marco Tullio Giordana e Francesco Barilli. Dopo il film tv La primavera di Michelangelo (1991), recita con Stefania Sandrelli ne Non chiamarmi Omar (1992), poi opta per il piccolo schermo interpretando Giulia, la "dama bianca" nella miniserie Il grande Fausto (1995) di Alberto Sironi e con Sergio Castellitto e Massimo Ceccherini. Ma non solo questo nella tv: la serie L'avvocato Porta (1997) di Franco Giraldi con Gigi Proietti, Luisa De Santis e Ninetto Davoli, Ester (1998) di Raffaele Mertes con Umberto Orsini, F. Murray Abraham e Thomas Kretschmann e Il conte di Montecristo (1998) con Depardieu.
La carriera nella fiction
Lasciato il suo precedente marito, ha come compagno il chirurgo plastico Stefano Piccolo di ben otto anni più giovane di lei ed è ancora pronta per rimontare il cinema italiano con Panni sporchi (1999) di Mario Monicelli. Peccato che però l'operazione non riesca. Così la Muti sceglie la Francia e lavora saltuariamente anche nella sua patria. Dal film tv di Alessandro Benvenuti Un colpo al cuore (2000) con Cecilia Dazzi e Valeria Milillo al film drammatico Domani (2001) di Francesca Archibugi, per il quale quasi ottiene un nuovo Nastro d'Argento come attrice non protagonista. Ma recita anche assieme a John Malkovich e Burt Reynolds ne Hotel (2001), a Christian De Sica, l'amica Eleonora Giorgi, Paolo Conticini, Rosanna Banfi, Giulia Steigerwalt, Mario Maranzana e Monica Scattini nel telefilm di Rossella Izzo Lo zio d'America (2002) e in tre film di Peter Greenaway. Ritrovato Everett nel 2004 sul set di People (2004), è la protagonista della miniserie La bambina dalle mani sporche(2005) di Renzo Martinelli con Sebastiano Somma, Remo Girone, Vincent Schiavelli, Remo Remotti e Philippe Leroy, poi veste i panni di Maria Maddalena nel filmL'inchiesta (2006) con Max von Sydow. E infine è assieme a Katia Ricciarelli, Maurizio Ferrini, Kledi Kadiu, Simona Marchini e Raffaele Pisu nel televisivo Ma chi l'avrebbe mai detto... (2007) di Giuliana Gamba e Alessio Inturri e con Terence Hill e Paul Sorvino in Doc West (2009) di Giulio Base... E nel frattempo si consola fra le braccia del suo nuovo fidanzato Fabrice Kerhervé.