Figlia di James Fawcett e Pauline Evans, nei primi anni '60 si laurea in Microbiologia all'Università di Austin.
Notata da un agente che la spinge a entrare nel mondo dello spettacolo, si trasferisce a Los Angels e inizia ad apparire in alcune campagne pubblicitarie e serie TV.
Le varie apparizioni sul piccolo schermo, la relazione con il celebre attore Lee Majors e una buona performance nel film "Il caso Myra Breckinridge" (1970) attirano l'attenzione del 're Mida' della tv Aaron Spelling.
Il produttore, infatti, la sceglie insieme a Jaclyn Smith e Kate Jackson per interpretare il celebre trio di atletiche, sexy e affascinanti detective private della serie "Charlie's Angels". Nonostante il successo della serie - che durerà per cinque stagioni e cui verrà reso omaggio con due trasposizioni cinematografiche, la sua presenza nel cast dura solo un anno e il suo ruolo viene poi affidato a Cheryl Ladd.
Farrah comincia a dedicarsi alla loro casa di produzione la Fawcett-Majors Productions, attiva tra il 1978 e il 1979, e poi, cercando di sfruttare il successo ottenuto grazie al piccolo schermo, tenta di sfondare nel cinema.
Interpreta alcuni film tra cui "La corsa più pazza d'America" (1981) e "L'apostolo" (1997), diretto e interpretato da Robert Duvall. U
Grazie ai film TV "Autopsia di un delitto" (1984) di Robert Greenwald) e "Small Sacrifices" (1989 di David Greene ottiene la candidatura agli Emmy Awards.
Nel 1979 si separa da Lee Majors e nei primi anni '80 inizia una lunga relazione con l'attore Ryan O'Neal.
I due vivranno insieme fino al 1997 e avranno anche un figlio, Redmond. Torneranno insieme dopo la burrascosa relazione dell'attrice con il produttore James Orr, finita con una battaglia legale a causa dei maltrattamenti da lei subiti per aver rifiutato di sposarlo.
O'Neal le rimane accanto fino alla sua morte, avvenuta a 62 anni dopo una lunga battaglia contro un cancro al colon.