Советская и российская актриса театра и кино, Заслуженная артистка РСФСР.
Родилась в Шанхае, в семье знаменитого певца-шансонье Александра Вертинского, который в 1943 году после долгих лет эмиграции вернулся в Россию. Младшая сестра - популярная актриса Анастасия Вертинская.
В 1966 году окончила Театральное училище им. Б. Щукина. По окончании училища служила в Театре им. Евг. Вахтангова. В 2005 году ушла из театра.
Трижды была замужем. В разные годы состояла в отношениях с кинорежиссёрами Андреем Кончаловским и Андреем Тарковским, кинооператорами Александром Княжинским и Георгием Рербергом, художником Львом Збарским.