És una actriu estataunidenca de cinema i televisió, guanyadora d'un Òscar a la millor actriu secundària, i de tres Globus d'or.
És filla de l'actor Jon Voight, guanyador d'un Òscar al millor actor de 1978, per tant la seva vena cinematogràfica ve des de petita. Quan ella tenia dos anys, els seus pares es van separar.
La seva primera sortida en escena va ser als set anys, al 1983 a la pel·lícula Looking to Get Out, al costat del seu pare. El seu primer paper com a protagonista el va realitzar a l'any 1993 a la pel·lícula Cyborg. I la seva primera pel·lícula important la va realitzar a l'any 1995 Hackers.
Als 21 anys es va casar amb l'actor Johnny Lee Miller, on el va conèixer a la pel·lícula de Hackers. Més tard es va casar en segones núpcies amb l'actor Billy Bob Thornton, també es va divorciar d'ell.
Actualment està amb Brad Pitt, amb qui té sis fills, tres adoptats i tres biològics.
Al 2001 va ser quan Angelina Jolie va obtenir la seva fama mundial, gràcies al personatge de la superheroina virtual Lara Crof a la pel·lícula Lara Crof: Tomb Raider.