Ha iniziato come cantante con una band chiamata The Music Shop Band durante le scuole superiori, ed è stata cheerleader del liceo di Huron.
Dopo il conseguimento del diploma, Cheryl e la band iniziano la loro prima tournée negli Stati Uniti ma, una volta giunto a Los Angeles, il gruppo si divide. Cheryl rimane nella città californiana con l'intenzione di realizzare il suo sogno e diventare attrice. Il suo primo impegno professionale è il doppiaggio di Melody, il personaggio della biondina svampita nel cartone animatoJosie e le Pussycats. Sempre in questo periodo, lavora a più di 100 annunci pubblicitari.
Nel 1973 partecipa al film Jamaica Reef, sul set del quale incontra il suo primo marito David Ladd, il figlio del famoso attore Alan Ladd. Dall'unione con Ladd nel 1974 nasce la figlia Jordan, che diventerà anch'ella attrice.
Nel 1976 la casa di produzione, che sta cercando l'attrice candidata a sostituire Farrah Fawcett (Jill Munroe) nella serie Charlie's Angels, offre a Cheryl di prendere il suo posto e di entrare nel cast. Dopo alcuni ripensamenti, nel 1977 Cheryl accetta il ruolo di Kris, sorella minore di Jill Munroe, contribuendo a consolidare il consenso e l'affetto del pubblico verso la celebre serie. In questo periodo registra due dischi, Cheryl Ladd (1978) e Dancing Forever (1979). Ha pubblicato dei dischi anche in Giappone, dove ha avuto un immediato e grande successo.
Nel 1980 si esibisce come cantante al Super Bowl, intonando l'inno statunitense all'inizio dell'incontro. Il suo successo è tale che nel 1982, dopo aver preso parte a diversi special televisivi (Cheryl Ladd: scenes from a special, Cheryl Ladd: souvenirs, Cheryl Ladd: Fascinated), viene riconosciuta come volto femminile televisivo più popolare d'America.
Nel 1981, dopo la conclusione di Charlie's Angels, Cheryl divorzia da David Ladd e sposa Brian Russel. Inizia a lavorare in molti film per la televisione, come When She Was Bad, Grace Kelly Story, Bluegrass, Kentucky Woman, Changes e per il cinema (Millennium e Dimensione Inferno).
Nel 1993 recita nel film La mia peggiore amica e nel 1994 è la protagonista della serie televisiva Hawaii missione speciale, dove impersona un medico legale. Nel 1996, in collaborazione con il marito, inizia a dedicarsi alla letteratura per bambini e il frutto di questo lavoro è il libro The Adventure of little Nettie Windship. Nel 1998 è a fianco di Ben Stiller, Maria Bello ed Elizabeth Hurley in Permanent Night.
Nel 2001 approda a Broadway, interpretando, con successo di pubblico e critica, il ruolo di Annie Oakley in Annie Get Your Gun.
Dal 2003 al 2008 è tra gli interpreti della famosa serie della NBCLas Vegas, nel ruolo della bella moglie di James Caan, in onda anche in Italia sui canali satellitari. Nel 2005 pubblica il libro Token Chick: A woman guide to golfing with the boys, un libro autobiografico che racconta le sue esperienze come giocatrice di golf.
Nel 2007 conferma la sua abilità di gioco in molti tornei di golf per celebrità, raggiungendo il quarto posto nella graduatoria delle più brave giocatrici fra le donne famose del mondo dello spettacolo negli Stati Uniti, classifica redatta dalla rivista specializzata Golf for Women.
Ha inoltre continuato la sua attività filantropica a sostegno di molte associazioni benefiche, confermandosi ambasciatrice per Childhelp e diventando sostenitrice del Childhelp Alert, un sistema informativo per la prevenzione degli abusi sui minori (è la prima donna a vincere l'ambito riconoscimento umanitario "Hubert H. Humphrey Humanitarian Award"). È apparsa inoltre in uno spot di 30 secondi come testimonial della campagna di assistenza alle donne in menopausa.
Filmografia
Cinema
Mitch (Chrome and Hot Leather), regia di Lee Frost (1971)