Figlia di una coppia di attori dialettali siciliani, esordisce come "giovane amorosa" nel 1907 nella compagnia teatrale di Irma Gramatica. Nel 1913 esordisce nel cinema con la Cines e in un film storico, mentre, vestita da tamburino, fissa con insistenza la macchina da presa, la scopre il regista Giovanni Pastrone. Con film come Il fuoco (1915) e Tigre reale (1916), Pina Menichelli diviene, con Francesca Bertini e Lyda Borelli, una delle più famose dive italiane, portando sullo schermo eroine perverse e fatali, ora sensuali, ora sprezzanti d'impronta dannunziana. Minuta, bionda, con gli occhi chiari e il naso aquilino, dotata di un forte sex-appeal, Pina Menichelli è stata un'attrice moderna, dotata di un'intelligenza dei poteri della macchina da presa superiore a quella delle grandi dive, come la Bertini e la Borelli. Mentre costoro si consideravano le vere autrici del film, la Menichelli capisce l'importanza del regista e dichiara la sua completa disponibilità ad assoggettarsi sia alla sua volontà che al potere della macchina da presa. Alcuni primi piani del suo volto, rivelano inedite dimensioni del volto umano e raggiungono quei risultati che solo attrici come Eleonora Duse riuscivano ad ottenere. La sua filmografia comprende una quarantina di titoli, ma nei film diretti da Pastrone raggiunge un livello di sensualità e varca la soglia dell'erotismo dando di colpo l'impressione di aver compiuto un salto di qualità rispetto alle altre attrici e dive. Dopo Il fuoco e Tigre reale la Menichelli interpreta altri film come Storia di una donna (1920), e le eroine fiere e ribelli di Il padrone delle ferriere (1919) e Il romanzo di un giovane povero (1921), che però non raggiungono il successo dei film precedenti. Nell'ultimo periodo della sua carriera approda alla pochade e al vaudeville, alle trascrizioni di opere di Labiche e Feydeau: La Dame de Chez-Maxim del 1923 e Occupati d'Amelia!dell'anno successivo, diretti da Amleto Palermi, le danno l'opportunità di dimostrare un'insospettata vena comica, si ritira dalle scene. Quando si ritira, nel 1924, ha da poco compiuto i trent'anni.