Dopo essere stata il volto della giornalista Oriana Fallaci in un telefilm, di Marcella Michelangeli se n'è saputo ben poco, almeno cinematograficamente parlando. Caratterista di notevolissimo talento, ma ancora di più attrice di irraggiungibile coraggio nelle sue scelte ha contraddistinto il cinema Anni Settanta. Un cinema che ancora oggi, fra estimatori e moralisti, è ancora da definire. Esattamente come lei.
Esordisce giovanissima nel film di Alberto Lattuada Don Giovanni in Sicilia (1967) con Lando Buzzanca e Ewa Aulin. Due anni più tardi, la si ritrova nel decamerotico tedesco Sì pura come un angelo... resterà vergine? (1969) e nel film L'uomo dal pennello d'oro (1969). È ancora il 1969, quando comincia ad avere le prime importanti parti in Un caso di coscienza e Una storia d'amore, ma l'anno successivo è pronta per il ruolo di Martha Vaughan ne La lunga notte dei disertori (1970).
Accanto a Klaus Kinski in E Dio disse a Caino (1970), si distingue nella parte di Jane nello spaghetti western Arizona si scatenò... e li fece fuori tutti (1970), ma anche in titoli come Si può fare molto con sette donne (1971), La grande scrofa nera (1971) e La casa delle mele mature (1971). Il punto più alto della sua carriera lo attraversa quando il grande regista tedesco Rainer Werner Fassbinder la sceglie per interpretare Margret in Attenzione alla puttana santa (1971).
Nel 1974, dopo Il caso Pisciotta (1972), recita in Milarepa di Liliana Cavani, nel duplice ruolo di Damema e Karin e partecipa al telefilm Il giovane Garibaldi (1974). Ettore Scola la vorrà poi per C'eravamo tanto amati (1974) con Vittorio Gassman, Stefania Sandrelli e Aldo Fabrizi e sarà così soddisfatto della sua recitazione che la rivorrà (ma in un piccolo ruolo) anche in Brutti sporchi e cattivi (1976). Dopo due polizieschi italiani di serie B (Il grande racket e Mark colpisce ancora, entrambi del 1976), è diretta da Mario Monicelli in Caro Michele (1976).
Ma il ruolo più bello e intenso della sua carriera, dopo Italia ultimo atto (1977), l'aspetta senza ombra di dubbio nel film dei fratelli Taviani Padre padrone, trasposizione dell'omonimo romanzo autobiografico di Gavino Ledda. La Michelangeli infatti imbastirà un'ottima prova d'attrice interpretando il ruolo della madre di Gavino, sposata a Omero Antonutti. Accanto a Nanni Moretti, Saverio Marconi e lo stesso Gavino Ledda, Marcella splende di quella "sardità" femminile e materna che oggi è largamente perduta.
In seguito a Nel più alto dei cieli (1977), si aggiudica lo scandaloso ruolo di cooprotagonista del film drammatico Immacolata e Concetta, l'altra gelosia (1980), ma dopo il ruolo di Oriana Fallaci nella miniserie Panagulis vive (1980) e il film tv Gioco di morte (1980), la Michelangeli si ritirerà dalle scene.