Beverly D'Angelo stammt aus dem Showbusiness und einer sehr musikalischen Familie. Ihr Vater Gene leitete den Fernsehsender WBNS-TV in Columbus und spielte Bass. Ihre Mutter Priscilla spielte Violine und ihr Bruder Jeff ist ein Jazz-Musiker. So war es nicht verwunderlich, dass auch Beverly erst einmal eine Karriere als Rock-Sängerin angestrebt hat. Bevor sie mit der Rockabilly-Legende Ronnie Hawkins zusammengearbeitet hat, trat sie, um über die Runden zu kommen, in Kaffehäusern und Oben-ohne-Bars in Kanada auf.
Beverly D'Angelo hat italienische Wurzeln und so studierte sie bildende Künste in Italien, bevor sie mit 17 Jahren die Schule verlassen hat, um zunächst eine Karriere als Zeichnerin und Cartoonistin bei den Hanna-Barbera Productions zu starten. Ihre Schauspiel-Karriere begann auf der Theaterbühne in Kanada als Ophelia in „Kronborg: 1582“, einer rockigen Version von Shakespeares „Hamlet“, mit der sie es dann auch bis auf den Broadway schaffte. Danach ging ihre Film-Karriere los und sie spielte eine kleine Rolle in Woody Allens „Stadtneurotiker“. Ihre erste große Rolle hatte sie 1979 in der Musicalverfilmung „Hair“. 1980 wurde sie für ihre Nebenrolle im Musikfilm „Nashville Lady“, in dem sie auch sämtliche Songs selbst sang, für den Golden Globe nominiert. Im Neo-Nazi Film „American History X“ spielte sie die Mutter von Derek und Danny Vinyard. Im TV war D'Angelo unter anderem in Law & Order: Special Victims Unit zu sehen. Zuletzt spielte sie die Geschäftspartnerin von Ari Gold, Barbara Miller, in Entourage.
Beverly D'Angelo führte ein interessantes Beziehungsleben, zunächst war sie mit dem Regisseur von „Hair“, Milos Forman, zusammen, bevor sie den Wirtschaftsstudenten Lorenzo Salviati heiratete und die USA verließ, um in Europa zu leben. Nach zwei Jahren war die Ehe schon wieder vorbei und sie kehrte zurück nach Hollywood. Aus der sechsjährigen Beziehung mit Al Pacino stammten ihre Zwillinge Olivia und Anton, die 2001 geboren wurden. Von da an kümmert sie sich um ihre Kinder und ihre Karriere wurde zweitrangig. Gelegentlich tritt sie mit der Band ihres Bruders Jeff und der Band Bl' Martini in Bars auf.
Zwischen 2005 und 2011 ist sie in einer wiederkehrenden Rolle in der Serie Entourage zu sehen und nimmt auch darüber hinaus einige Gastauftritte wahr, unter anderem in Cougar Town und Mom.