Bibi Andersson kom till Malmö Stadsteater direkt efter sin utbildning vid Dramatens elevskola 1956. Hon medverkade bl a Ingmar Bergmans uppsättningar av Erik XIV (1956), Peer Gynt (1957) och Värmlänningarna (1958). Hon spelade även titelrollen i Hjalmar Bergmans Sagan (1958). Under åren i Malmö spelade hon in Ingmar Bergman-filmerna Sommarnattens leende (1955), Det sjunde inseglet (1957) och Smultronstället (1957). I Persona (1966) spelade hon en av huvudrollerna och tilldelades en Guldbagge för sina insatser.

Fram till 2004 var hon verksam på Dramaten i nära 40 uppsättningar, men hade också en internationell karriär i filmer som t ex Brevet till Kreml (1969), Quintet (1979), Babettes gästabud (1987), samt de svenska filmerna Det blir aldrig som man tänkt sig (2000), Elina – som om jag inte fanns (2003) och Arn: Tempelriddaren (2007). 

Under 1980- och 90-talen var hon starkt engagerad i globala freds- och kvinnofrågor, och 1996 kom hennes självbiografi Ett ögonblick.