Laura Antonelli urodziła się jako Laura Antonaz 28 listopada 1941 roku na półwyspie Istria, w mieście Pula (wtedy jeszcze należącym do Włoch). Rodzina Laury po wojnie osiadła w Neapolu, gdzie dziewczyna skończyła szkołę wychowania fizycznego. Później przeniosła się do Rzymu, tam przez krótki okres pracowała w zawodzie, jako nauczycielka wf-u. 

Po występie w popularnej reklamie Coca-Coli, posypały się propozycje epizodycznych ról w filmach i operach mydlanych. W telewizji po raz pierwszy wystąpiła w programie pt."Carosello" w 1957 roku. Na dużym ekranie zadebiutowała kilka lat później w 1965 roku w komedii pt. "Le Sedicenni". Następnie zagrała w kilku mniej ambitnych produkcjach. Przełomowym okazał się dla niej rok 1973 i jej kreacja seksownej gosposi w erotycznym komedio-dramacie pt. "Malizia". Film odniósł ogromny sukces na arenie międzynarodowej, a Antonelli przyniósł dwie nagrody dla najlepszej aktorki, włoski Złoty Glob,  Srebrną Wstążkę (nagrodę od włoskich krytyków) oraz wielką popularność i mnóstwo nowych propozycji zawodowych. Od tej pory zaczęła grać w coraz większej ilości produkcji, a kariera nabierała coraz większego rozpędu. 

Na początku lat dziewięćdziesiątych aktorka próbowała powtórzyć sukces "Malizii" i ponownie wcieliła się w seksowną gosposię. Producenci namówili ją do poprawienia przemijającej urody, lecz zabiegi nie udały się, szpecąc seksowną Włoszkę. Po tych wydarzeniach Antonelli zadecydowała o zakończeniu kariery, a sequel, który ją tyle kosztował, okazał się kompletną klapą.

W nocy z 27 na 28 kwietnia 1991 roku w jej domu znaleziono 36 gramów kokainy i aresztowano ją pod zarzutem handlu narkotykami. W areszcie spędziła kilka dni, później sąd skazał ją na trzy i pół roku więzienia. Antonelli straciła wszystko. Przez kolejną dekadę walczyła w sądzie o sprawiedliwość, nie przyznając się do handlowania narkotykami. W 2000 roku Rzymski Sąd Apelacyjny przychylił się do jej wniosku i oczyścił z zarzutów, uznając ją jedynie za konsumentkę, co w ówczesnym prawie włoskim nie było uznawane za przestępstwo. Przyznano jej 108 tysięcy euro odszkodowania. Kasacja wyroku i oczyszczenie imienia aktorki nastąpiły w 2007 roku, lecz skandal przekreślił jej karierę na zawsze.

Zmarła 22 czerwca 2015 roku na zawał serca.