Weld și-a început cariera de actorie ca copil și a evoluat spre roluri mai mature în anii '50. A câștigat un premiu Golden Globe pentru Cea mai Promițătoare Nouă Actriță în 1960. În decada următoare, și-a stabilit o carieră jucând roluri dramatice în filme.
Ca performeră în roluri secundare, munca ei a fost recunoscută cu nominalizări la un premiu Golden Globe pentru Play It As It Lays (1972), un premiu Oscar pentru Cea Mai Bună Actriță în Rol Secundar pentru Looking for Mr. Goodbar (1978), un premiu Emmy pentru The Winter of Our Discontent (1983) și un BAFTA pentru Once Upon a Time in America (1984).
De la sfârșitul anilor '80, aparițiile ei în filme au fost rare.