Nasce a Roma il 23 aprile 1930.

Da giovanissima frequenta corsi di danza classica, per la quale mostra una particolare predisposizione, ma che abbandona quando, ripresa nel 1946 l’attività cinematografica a Cinecittà, decide di intraprendere la strada del cinema; conserverà comunque la passione del ballo che manifesterà nel corso della sua carriera realizzando scene di danza rimaste famose nella storia del cinema italiano. Ottiene piccole parti in Elisir d’amore di Mario Costa, Cagliostro di Gregory Ratoff, Follie per l’opera ancora di Costa, Il delitto di Giovanni Episcopo di Alberto Lattuada e Gli uomini sono nemici di Ettore Giannini, tutti del 1947; sono appunto ruoli da comparsa, tanto che il suo nome non compare tra quelli degli attori protagonisti sui manifesti cinematografici pubblicitari. Partecipa contemporaneamente a vari concorsi di bellezza, conquistando il titolo di Miss Roma; il regista Giuseppe De Santis, in procinto di realizzare Riso Amaro (1949), colpito dalla sua bellezza, la seleziona per un provino e, successivamente, la sceglie quale protagonista del film, nonostante la tenace opposizione dei produttori contrari alla scelta di un’attrice sconosciuta. Il melodramma, a sfondo sociale, ambientato nel mondo delle risaie della Lomellina, riscuote un inaspettato successo e lancia l'attrice nel mondo delle star internazionali, facendone un'icona del Neorealismo italiano. Contemporaneamente la Mangano sposa Dino De Laurentiis, conosciuto durante uno dei concorsi di bellezza; è uno dei produttori della Lux Film, insieme a Carlo Ponti, e l’attrice entra a pieno titolo nel novero degli attori della casa di produzione. Sull’onda del successo del film vengono confezionati per lei e riproposti ruoli somiglianti a quello, appena interpretato, della mondina Silvana: gira Il lupo della Sila (1949) di Duilio Coletti, Il brigante Musolino (1950) di Mario Camerini e Anna (1951) di Alberto Lattuada in cui, come in Riso Amaro, la protagonista è contesa tra gli attori Vallone e Gassman, il buono e il mascalzone.

“Le nozze ebbero conseguenze rilevanti sull'attività cinematografica della Mangano. Per un verso, la maggiore tranquillità, anche economica, portò allo scoperto un certo distacco, una sua certa indolenza caratteriale e fisica, che da allora si manifestarono progressivamente sempre più evidenti nella conduzione di una "carriera" mai giocata sullo sfruttamento intensivo dei propri mezzi: aspetti ulteriormente potenziati dall'indole riservata e introversa della Mangano che cercò sempre di difendere la propria vita privata. Dall'altro la condizione di moglie del produttore la portò, con l'ovvio aiuto del marito, ad adeguare, in qualche modo a imborghesire, anche i ruoli e la recitazione, mettendo comunque in evidenza un'eleganza naturale, una distinzione che facevano già parte della sua personalità” [42].

Del 1954 è il kolossal celeberrimo Ulisse di Mario Camerini, in cui la Mangano interpreta due diversi ruoli: Circe, la maga seduttrice, e Penelope, la moglie fedele; "la critica, generalmente positiva, vide nell'interpretazione della Mangano... un simbolico passaggio di testimone dalla fase della mondina a quella di interpretazioni più mature" [42].

Seguono una serie di film di un certo rilievo: Mambo (1954) di Robert Rossen, in cui l'attrice, ballerina di night, in una scena travolgente che sottolinea la sua prorompente bellezza, lancia il nuovo ballo che da il titolo al film; L'oro di Napoli (1954) di Vittorio De sica, in cui interpreta Teresa, una prostituta che per sottrarsi alla vita delle 'case chiuse' rinuncia ad ogni autentica dignità, interpretazione che le vale il Nastro d'Argento 1955; Uomini e Lupi (1956) di Giuseppe De Santis, unico film girato al di fuori della produzione De Laurentiis, che ha certamente risentito dei contrasti scoppiati tra il regista e il produttore Titanus; La diga sul pacifico (1957) di René Clement, La tempesta (1958) di Alberto Lattuada;  La grande guerra (1959) di Mario Monicelli, in cui interpretando ancora una volta il ruolo di una prostituta, rivela notevoli doti di comicità; Jovanka e le altre (1960) di Martin Ritt, film al femminile sulla lotta partigiana in Jugoslavia; Crimen (1960) di Mario Camerini, Barabba (1962) kolossal di Richard Fleischer con Anthony Quinn. E' del 1963 Il processo di Verona di Carlo Lizzani, in cui interpreta la figura di Edda Ciani Mussolini e che le vale il suo primo David di Donatello. Ne vincerà altri due; nel 1967 con Le streghe, film a episodi diretti da Visconti, Bolognini, Pasolini, Franco Rossi e De Sica, in cui la Mangano, principale protagonista femminile, interpreta superbamente personaggi molto diversi, e nel 1973 con Lo scopone scientifico di Luigi Comencini. Anche nel 1964 ne La mia signora, film a episodi di Bolognini, Brass e Comencini, l'attrice aveva interpretato cinque diversi tipi di moglie italiana mostrando ancora una volta una notevole capacità istrionica. Più avanti la Mangano rallenta le proprie apparizioni, abbandonando le produzioni commerciali a favore di registi e progetti di elevata qualità artistica; a questo periodo sono da ascriversi i film Edipo re (1967), Teorema (1968) e una breve apparizione nel Decameron (1971) di Pier Paolo Pasolini, e Morte a Venezia (1971), Ludwig (1973) e Gruppo di famiglia in un interno (1974) di Luchino Visconti; "la mondina di Riso amaro si era trasformata con gli anni, attraverso un processo di affinamento del fisico e della recitazione, in un'icona dotata di un'eleganza regale e ricca di sfumature... in grado di diventare una delle attrici preferite di un regista 'aristocratico' e intellettuale come Visconti" [42].

La sua ultima apparizione è in Ocie Ciorne (1987) tratto da alcuni racconti di Cechov, in cui è la moglie del protagonista Mastroianni; dopo la morte di un figlio nel 1981 e la separazione dal marito si era trasferita, nel 1985, a Madrid e qui si spegne nel 1987.