Als erstes von fünf Kindern zur Welt gekommen, wächst sie in Burbank auf, wohin die Familie zieht, als Theresa noch klein ist. Sie besucht die dortige High School, spielt schon als Teenager Theater in einer Laienspielgruppe und arbeitet mit Erlaubnis ihrer Mutter gelegentlich als Fotomodell. Mit 16 fasst sie den Entschluss, Schauspielerin zu werden. Zwei Jahre lang besucht sie die Filmabteilung von Lee Strasbergs Schauspielschule. Als ihr Lehrer Elia Kazan seinen Film "Der letzte Tycoon" (1975) besetzt, bewirbt sie sich und erhält eine der wichtigen Rollen an der Seite von Robert De Niro. Da wird Dustin Hoffman auf die junge Schauspielerin aufmerksam. Er sieht in Theresa Russell die geeignete Hauptdarstellerin für den neuen Film seiner Produktionsgesellschaft. So spielt sie an seiner Seite die Jenny Mercer in "Stunde der Bewährung" (1977) unter der Regie von Ulu Grosbard.
Nach der Fernseharbeit "Blind Ambition" (1979) von George Schaefer, mit Martin Sheen als Partner, lernt sie Nicholas Roeg kennen. Es wird eine enge Freundschaft, dann eine Ehe. Theresa spielt in allen künftigen Filmen von Roeg: außer den schon genannten sind das "Eurekka" (1982) und Roegs Episode von "Aria" (1987). 1984 steht sie bei dem talentierten Theaterregisseur John Byrum in "Auf Messers Schneide" vor der Kamera.
Weitere Filme mit Theresa Russell: "Die Anwältin" (1988), "Impulse - Von gefährlichen Gefühlen getrieben" (1989), "Kalter Himmel" (1991), "Kafka" von Steven Soderbergh (1992), "Being Human", "Mit Vollgas in King Arthurs Tafelrunde" (beide 1994), Andrew Lanes "Tödlicher Flirt", John-Paul Davidsons "Butler morden leiser" an der Seite von Alan Bates, Mark L. Lesters "Public Enemy" (hier spielt sie die berüchtigte Ma Baker) (alle 1995), "Mord auf Bestellung - Meine Mutter muss sterben" von Tommy Lee Wallace, John McNaughtons erotischer Reißer "Wild Things", in dem Theresa Russell neben Neve Campbell und Denise Richards zu sehen war, "Running Woman" (beide 1998), Paul Nicholas' Drama "Luckytown" (2000) mit Kirsten Dunst, "Nebenan lauert der Tod" (2001), "Spinnen des Todes", "Project Viper", "Passionada", "Now & Forever" (alle 2002), "Love Comes Softly", "Save It for Later", "The Box" (alle 2003), "Blind Injustice", "Empire Falls", "Chinaman's Chance" (alle 2005), "Spider-Man 3" (2007).