Actrice et chanteuse italienne, Marcella Michelangeli a étudié les Beaux-Arts à Gênes, tout en remportant le titre de Miss Ligurie en 1962. Elle prend parallèlement des cours de théâtre et se lance finalement dans une carrière d’actrice et de chanteuse. Alors qu’elle tente de percer dans la chanson, elle est repérée par Alberto Lattuada qui lui offre une participation dans son film Don Giovanni in Sicilia (1967). Elle enchaîne ensuite les rôles secondaires avec Et le vent apporta la violence (Margheriti, 1970), Les sept de Marsa Matruh (Siciliano, 1970), Arizona se déchaîne (Martino, 1970) et Prenez garde à la sainte putain (Fassbinder, 1971).
Toutefois, Marcella Michelangeli passe à la vitesse supérieure en 1974 grâce à Liliana Cavani qui lui offre Milarepa (1974). On la retrouve alors dans Nous nous sommes tant aimés ! (Scola, 1974), Affreux, sales et méchants (Scola, 1976), Big Racket (Castellari, 1976) et elle incarne la mère de famille de Padre Padrone (Taviani, 1977).
Par la suite, elle joue à la télévision dans Panagulis vive de Giuseppe Ferrara qui rencontre un gros succès en Italie. Toutefois, elle choisit d’abandonner sa carrière en 1980.
