Cariera ei a început la începutul anilor 1960 pe Broadway. A debutat pe ecran în filmul din 1967 The Happening și a câștigat faimă în același an cu interpretarea sa a banditei Bonnie Parker în filmul lui Arthur Penn, Bonnie and Clyde, pentru care a primit prima sa nominalizare la Premiul Oscar. Cele mai notabile filme ale sale includ comedia criminală The Thomas Crown Affair (1968), drama The Arrangement (1969), westernul revizionist Little Big Man (1970), o adaptare a clasicului lui Alexandre Dumas, Cei Trei Muschetari (1973), misterul neo-noir Chinatown (1974), pentru care a obținut a doua nominalizare la Oscar, drama de acțiune și catastrofă The Towering Inferno (1974), thrillerul politic Three Days of the Condor (1975), satira Network (1976), pentru care a câștigat un Premiu Oscar pentru Cea Mai Bună Actriță, și thrillerul Eyes of Laura Mars (1978).
Cariera ei a evoluat spre roluri mai mature și de caracter în anii următori, adesea în filme independente, începând cu interpretarea sa controversată a lui Joan Crawford în filmul din 1981 Mommie Dearest. Alte filme notabile în care a apărut includ Barfly (1987), The Handmaid's Tale (1990), Arizona Dream (1994), Don Juan DeMarco (1995), The Twilight of the Golds (1997), Gia (1998) și The Rules of Attraction (2002). Dunaway a jucat de asemenea pe scenă în mai multe piese, inclusiv A Man for All Seasons (1961–63), After the Fall (1964), Hogan's Goat (1965–67), A Streetcar Named Desire (1973) și a fost distinsă cu Premiul Sarah Siddons pentru interpretarea cântăreței de operă Maria Callas în Master Class (1996).
Descrierea de mai sus este preluată din articolul Wikipedia despre Faye Dunaway, licențiat sub CC-BY-SA, lista completă a contributorilor pe Wikipedia.