Descoberta aos 20 anos pelo celebrado diretor Ingmar Bergman, ela se tornou parte do grupo regular de artistas de Bergman; na verdade, ele escreveu Summer with Monika (1953) especialmente para sua descoberta. Extraordinária e versátil como atriz, seus papéis vão desde a jovem esposa ingênua em Sawdust and Tinsel (1953) até a visionária louca em Through a Glass Darkly (1961). Andersson também apareceu em Fanny e Alexander (1982), o último filme de Bergman. Depois disso, ela apareceu em vários filmes e séries de TV na Suécia. Sua autobiografia foi publicada em 2005.
