東京生まれ。12歳で英国ロイヤルバレエアカデミー留学。文学座養成所を経て、1971年映画デビュー。同年すべての新人賞を受賞。これまでの女優にない個性の輝きと確かな演技で映画・TV・舞台・CMと活躍し、第一回日本アカデミー賞助演女優賞「幸福の黄色いハンカチ」をはじめ、「もう頬杖はつかない」「神様のくれた赤ん坊」「疑惑」「TOMORROW/明日」「木村家人びと」「東京夜曲」等、次々と主演女優賞を受賞。代表作多数。
常に時代を走り続ける唯一の女優である。
15枚のアルバムをリリースした歌手でもある。又プロデューサー・デザイナー・エッセイの著作も多く、ロングセラー「賢いオッパイ」「まどわく」「卵を抱えて」「夢チャンネル」「時刊MOMOIKAORI」等、多数。
自ら監督して撮ったショートフィルム「HOLA!」は“ショートフィルムフェスティバル2005”話題賞を受賞。
2006年12月に公開された初監督映画・桃井かおり自作小説「無花果の顔」は、第11回韓国・釜山国際映画祭正式招待作品。を皮切りに、2007年2月第57回ベルリン国際映画祭のNETPAC賞(最優秀アジア映画賞)を受賞し、第21回スイス・フリブール国際映画祭・長編コンペティション部門「特別賞」を受賞し、トルコのフライング・ブルーム国際女性映画祭・FIPRESCI賞（国際評論家連盟賞）を受賞し、更に、第5回ウラジオストック国際映画祭では「最優秀監督賞」及び、「最優秀主演女優賞」を受賞し、計5冠の快挙となる。
2005年、ロシアの巨匠、アレクサンドル・ソクーロフ監督の「太陽」にて皇后役を演じる。スティーブン・スピルバーグ制作、ロブ・マーシャル監督(アカデミー賞受賞「シカゴ」)のハリウッド大作「SAYURI」に出演、海外進出を果たし、高い評価を得る。
2007年、ビル・コン製作、リー・チーガイ監督の、日中合作映画「昴―スバル」
女性の生き方にも影響力を持つ最も輝いているエイジレスの個性派女優。若い世代にも絶大な人気がある。
2008年春、功績により、「紫綬褒章」を俳優最年少で授賞した。
桃井 かおり
