Depuis le plus jeune âge, elle souhaitait devenir une actrice et heureusement pour elle, elle eut la chance de se voir offrir un contrat par Samuel Goldwyn. Elle s’inscrivit aussi à l’American Academy of Dramatic Arts pour travailler ses capacités et elle apparut rapidement dans des films comme, “Les Plus Belles Années de notre Vie” (1946) avec Fredric March, Dana Andrews, Virginia Mayo, Myrna Loy et Teresa Wright, “Les Amants de la Nuit” (1949) avec Farley Granger, Jay C. Flippen et Howard Da Silva, “La Rue de la Mort” (1950) avec Farley Granger, James Craig, Jean Hagen et Paul Kelly et “L’Homme de la Plaine” (1955) avec James Stewart, Arthur Kennedy, Donald Crisp, Alex Nicol, Wallace Ford, Jack Elam et James Millican.
Alors que sa carrière était sur de bons rails, elle fit l’erreur d’épouser un nommé Robert Wyler, qui n’était autre que le plus vieux frère du réalisateur William Wyler. Apparemment, Robert Wyler et Samuel Goldwyn ne s’entendaient pas et de ce fait, Samuel Goldwyn mit fin au contrat de Cathy O’Donnell et dès ce moment, plus aucun studio ne lui offrit de contrat.
Elle commença une deuxième carrière en actrice indépendante et ajouta à sa filmographie des films comme “Histoire de détective” (1951) avec Kirk Douglas, William Bendix et Eleanor Parker, “The Woman’s Angle” (1952) avec Edward Underdown et Lois Maxwell, “Mad at the World” (1955) avec Frank Lovejoy et Keefe Brasselle et “The Deerslayer” (1957) avec Lex Barker, Rita Moreno et Forrest Tucker. Elle eut son dernier rôle dans “Ben-Hur” (1959) avec Charlton Heston et Stephen Boyd, film dans lequel elle incarnait Tirza, la soeur de Judas Ben-Hur.
En plus de ses rôles au cinéma, elle apparut dans des séries télévisées comme ; “Lights Out”, “Climax!”, “Best of Broadway”, “The Californians”, “Man without a Gun”, “The Detectives”, “Tate”, “Perry Mason”, “Sugarfoot” et “Bonanza”.
Cathy O’Donnell resta unie à Robert Wyler mais elle n’eut pas d’enfants et après avoir lutté pendant de longues années contre un cancer, elle décéda à 46 ans, le 11 avril 1970 à Los Angeles.
Sa contribution au western fut la suivante :
L’homme de la plaine d’Anthony Mann (1955), Barbara Waggoman
The Deerslayer de Kurt Neumann (1957), Judith Hutter
Zane Grey Theater, un épisode, Jennie Parsons dans “Sundown at Bitter Creek” (1958)
Man Without a Gun, un épisode, “Accused” (1959)
The Rebel, deux épisodes :
- Prudence Gant dans “You Steal my Eyes” (1960)
- Felicity Bowman dans “The Hope Chest” (1960)
Sugarfoot, un épisode, Angel dans “Angel (1961)
Bonanza, un épisode, Sarah Knowlton dans “The Lila Conrad Story” (1964)
