Gunnel Lindblom är född och uppvuxen i Göteborg, och kom in på Göteborgs stadsteaters elevskola 1950. Hon filmdebuterade i Gustaf Molanders Kaj Munk-filmatisering Kärlek (1952). Ingmar Bergman upptäckte henne och gav henne anställning vid Malmö Stadsteater 1954 och här arbetade hon fram till 1959. Bland annat medverkade hon i Bergmans uppsättningar av Peer Gynt och Faust. Hon medverkade även under 1950- och 60-talet i flera Bergmanfilmer som t ex Det sjunde inseglet, Jungfrukällan och Tystnaden. 

Mellan åren 1959–61 ingick Gunnel Lindblom i TV-ensemblen, och från 1968 arbetade hon vid Dramaten och spelade stora roller i bl a Woyzeck och Fadren.

Under 1970 och 80-talet satsade hon alltmer på en karriär som både teater- och filmregissör, där Ingmar Bergmans produktionsbolag Cinematograph producerade flera av hennes filmer, bl a Paradistorg och Sally och friheten.