Shelley Alexis Duvall (née le 7 juillet 1949 à Houston, Texas) est une actrice et productrice américaine.
Duvall a commencé sa carrière dans une multitude de films de Robert Altman dans les années 1970, dont Brewster McCloud (1970), Thieves Like Us (1974), Nashville (1975), et 3 Women (1977) qui lui a valu le Prix du Festival de Cannes de la meilleure actrice ainsi qu'une nomination BAFTA pour la meilleure actrice.
Duvall a joué un rôle de soutien dans Annie Hall (1977) avant de jouer des rôles principaux dans Popeye d'Altman (1980) et The Shining de Stanley Kubrick (1980), puis dans Time Bandits de Terry Gilliam (1981), Frankenweenie de Tim Burton (1984) et The Portrait of a Lady (1996) de Jane Campion.
Elle est également productrice en nomination pour un Emmy, responsable du Faerie Tale Theatre et d'autres émissions destinées aux enfants.
Ces dernières années, la carrière d'actrice de Duvall n'a pas existé ; sa dernière performance a été dans le film Manna from Heaven (2002).