Лаура Антоназ (сценический псевдоним - Антонелли) родилась 28 ноября 1941 года в Истрии (ныне Хорватия). Она выросла в семье педагогов, детство и юность провела в Венеции, Генуе и Неаполе. С детства хотела пойти по стопам родителей и стать учителем, для чего окончила Высший институт физического воспитания в Неаполе. Недолгое время проработав учителем физкультуры в римском лицее Артистико, приняла участие в качестве рекламной модели в телешоу Carosello, после чего начала карьеру актрисы.
В 1965 году дебютировала в незначительной роли в фильме режиссера Луиджи Петрини "Шестнадцатилетние".
В 1960-х годах снималась в фильмах "Доктор Голдфут и девушки-бомбы", "Сексуальная революция", "Венера в мехах".
В 1971-м на съемках фильма "Повторный брак" Лаура познакомилась с Жан-Полем Бельмондо. Ее роман с французской кинозвездой был для всех полной неожиданностью. Лаура развелась с мужем, книжным издателем Энрико Пьяцентини, и купила себе отдельную квартиру в центре Рима для того, чтобы беспрепятственно встречаться с Бельмондо. Любовный роман не закончился браком. Она постоянно ревновала Жан-Поля, закатывала скандалы. И когда его терпению пришел конец и он оставил ее, она очень сильно переживала разрыв. Вместе они снялись еще в одной картине - комедии Клода Шаброля "Доктор Пополь" (1972). В 1974-м Бельмондо вместе с Антонелли позировал перед камерами на Каннском кинофестивале.
В 1973 году выходит фильм "Коварство" режиссера Сальваторе Сампери, который заработал только в итальянских кинотеатрах 6 млрд лир и сделал из Лауры Антонелли звезду итальянского эротического кино.
В 1970-80-х годах она играла преимущественно в эротических драмах, фарсах и комедиях: "Безумный секс" (1973), "Боже мой, как низко я пала!" (1974), "Тигры в губной помаде" (1979), "Чистая и целомудренная" (1981), "Римини, Римини" (1987) и других.
В 1976 году сыграла главную роль в фильме Лукино Висконти "Невинный", в котором блестяще проявила свое драматическое дарование. К значительным работам актрисы также относятся ленты "Жена-любовница" (1977) и "Любовная страсть" (1981).
27 апреля 1991 года на вилле Лауры Антонелли в городе Черветере карабинеры обнаружили 36 граммов кокаина. Актриса была обвинена в распространении наркотиков, арестована, а затем помещена под домашний арест. Суд первой инстанции приговорил ее к 3,5 года тюрьмы. Лишь через девять лет апелляционный суд оправдал ее, в том числе благодаря изменению в Италии закона, регулирующего вопросы, связанные с употреблением наркотиков.
В том же 1991 году на съемках фильма "Наваждение" продюсеры, чтобы освежить лицо актрисы, настояли на курсе коллагеновых инъекций, которые фактически обезобразили ее лицо. За этим эпизодом последовал 13-летний судебный процесс, в итоге Трибунал Рима отклонил иск Антонелли, требовавшей возмещения нанесенного ущерба. Актриса не выдержала нервного напряжения и попала в психиатрическую клинику. Процесс был возобновлен в 2003 году, и ей присудили 10 тыс. евро. И лишь в 2006 году итальянский апелляционный суд признал правоту Антонелли и приказал выплатить ей в качестве компенсации 108 тыс. евро.
В последние годы жизни Лаура Антонелли практически не показывалась на публике и избегала каких-либо контактов с бывшими коллегами и прессой.