Pertany, per la banda paterna, a una família d’aristòcrates russos exiliats a Anglaterra el 1917. Als divuit anys entrà al National Youth Theatre, i un any després passà a la Royal Shakespeare Company, on actuà fins el 1978, feina que compaginà amb actuacions en altres companyies del West End londinenc. Debutà en el cinema en un paper protagonista el 1967 en Age of Consent, de Michael Powell. Aviat esdevingué una de les actrius més destacades del cinema britànic i, des de mitjan anys vuitanta, actuà també en el cinema nord-americà.
Entre d’altres, la seva filmografia inclou els títols Savage Messiah (1972, Ken Russell), O Lucky Man! (1973, Linday Anderson), Hamlet (1977, Celestino Coronado), Caligula (1979, Tinto Brass), que en el seu moment donà lloc a un cert escàndol en ser qualificat de pornogràfic, The Long Good Friday (1980, John McKenzie), Excalibur (1981, John Boorman), Cal (1984, Pat O’Connor, premi a la millor actriu principal del Festival de Canes 1984), The Cook, the Thief, His Wife & Her Lover (1989, Peter Greenaway), Prince of Jutland (1994, Gabriel Axel), The Madness of King George (1994, Nicholas Hytner, premi a la millor actriu principal del Festival de Canes 1995), Some Mother’s Son (1996, Terry George), Critical Care (1997, Sidney Lumet), Teaching Mrs. Tingle (1999, Kevin Wilkiamson), Greenfingers (2000, Joel Hershman), Last Orders (2001, Fred Schepsi), Gosford Park (2001, Robert Altman), Calendar Girls (2003, Nigel Cole), The Clearing (2004, Pieter Jan Brugge), Shadowboxer (2005, Lee Daniels) i The Queen (2006, Stephen Frears), pel qual el 2007 rebé l’Oscar a la millor actriu principal, el Globus d’Or, el premi BAFTA, el premi de l’Acadèmia del Cinema Europeu i la Copa Volpi del Festival de Venècia a la millor actriu principal.
Posteriorment, sobresurten State of Play (2009, Kevin McDonald), The Last Station (2009, Michael Hoffmann), Love Ranch (2010, Taylor Hackford), The Debt (2010, John Madden), Brighton Rock (2010, Rowan Joffe), RED (2010, Robert Schwenkte), The Door (2012, István Szabó), Hitchcock (2012, Sacha Gervasi), The Hundred-Foot Journey (2014, Lasse Hallström), Woman in Gold (2015, Simon Curtis), Trumbo (2015, Jay Roach), The Leisure Seeker (2017, Paolo Virzi), Anna (2019, Luc Besson) i The Good Liar (2019, Bill Condon).
Actua també en telefilms, adaptacions d’obres de Shakespeare (A Midsummer Night’s Dream, 1968; As You Like It, 1978; Cymbeline, 1982) i altres títols com ara The Passion of Ayn Rand (1999, que li valgué un Globus d’Or) i també en sèries, de les quals sobresurten Prime Suspect (1992-2003, premi BAFTA a la millor actriu 1992, 1993 i 1994) i Elizabeth I (2005, per la qual guanyà un Globus d’Or i un Emmy). La seva trajectòria ha estat reconeguda amb el premi de l’Acadèmia del Cinema Europeu (2012) i amb l’Os d’Or honorífic del Festival de Berlín (2020). L’any 2003 rebé el títol de dama de l’orde de l’Imperi Britànic.