Actrice britannique, Barbara Shelley est découverte au cinéma par Terence Fisher qui l’emploie dans Mantrap (1953). Puis la comédienne part pour l’Italie où elle tourne plusieurs films dont Les week-ends de Néron (Steno, 1956).
A son retour en Angleterre, Barbara Shelley va être à nouveau dirigée par Terence Fisher au sein de la Hammer Films. Elle se spécialise donc dans le fantastique et l’horreur. On la voit notamment dans Le sang du vampire (Cass, 1958), Le village des damnés (Rilla, 1960), Le spectre du chat (Gilling, 1961), La gorgone (Fisher, 1964), Dracula, prince des ténèbres (Fisher, 1966), Raspoutine, le moine fou (Sharp, 1966), et Les monstres de l’espace (Ward Baker, 1967).
Toutefois, l’essentiel de la carrière de Barbara Shelley va se réaliser à la télévision où elle tourne un nombre considérable de téléfilms et séries jusqu’en 1992, date à laquelle elle prend sa retraite.