Джералдин Чаплин е първата дъщеря на Чарлз Чаплин и Уна О’Нийл и внучка на Нобеловия лауреат Юджийн О’Нийл. Родена е в Санта Моника през 1944 година. Голяма част от детските си години прекарва в швейцарски пансион.
Първоначалната амбиция на Джералдин е да стане професионална балерина. Тя решава да напусне колежа и да учи в Кралската балетна академия в Лондон, където е приета през 1961 година. Тя танцува професионално в продължение на една година в Париж, където я открива Дейвид Лийн и я кани да участва в „Доктор Живаго“ (1965).
По време на 12-годишната си връзка с режисьора Карлос Саура, Джералдин Чаплин се снима в едни от най-успешните си филми, между които „Ментовка с лед“ (1967), „Ана и вълците“ (1973), „Елиса, живот мой“ (1977). „Да отгледаш гарвани“ (1976) е филмът, който й донася световна слава. Джералдин Чаплин има две деца, Шейн и Уна. Днес актрисата живее в Маями, но често посещава Испания и Швейцария.