Édition des années 1970
Vers 1970, elle rencontre Robert Altman à une fête alors qu’il tourne Brewster McCloud (1970) en extérieur au Texas. Plusieurs membres de l’équipe du film ont été fascinés par la présence enjouée de Duvall et son apparence physique unique, et lui ont demandé de faire partie du long métrage. Duvall a réfléchi à son engagement dans le projet : « J’en ai eu assez de discuter, et je me suis dit que j’étais peut-être une actrice. Ils m’ont dit de venir. Je suis simplement montée dans un avion et je l’ai fait. J’ai été emportée. » Duvall n’avait jamais quitté le Texas avant qu’Altman ne lui propose le rôle du film. Elle s’est envolée pour Hollywood et est apparue par la suite dans le rôle de l’amoureuse à l’esprit libre du Brewster reclus de Bud Cort dans Brewster McCloud./
Altman a ensuite choisi Duvall pour des rôles de jeune mariée insatisfaite commandée par correspondance dans McCabe & Mrs. Miller (1971), et de fille de détenu et maîtresse du personnage de Keith Carradine dans Thieves Like Us (1974). Ensuite, Duvall apparaît en tant que groupie marginale dans la comédie d’ensemble Nashville (1975) d’Altman, qui est un succès critique et commercial, et en tant que femme sympathique du Far West dans Buffalo Bill and the Indians, or Sitting Bull’s History Lesson (1976). La même année, Duvall quitte Altman pour jouer le rôle de Bernice, une fille riche du Wisconsin, dans l’adaptation par PBS de la nouvelle de F. Scott Fitzgerald, Bernice Bobs Her Hair (1976). Elle a également animé une soirée de Saturday Night Live et est apparue dans 5 sketches : « Changement de programmation », « Vixens vidéo », « La nuit des moonies », « Arguments de van » et « Goodnights ».
En 1977, Duvall joue le rôle de Mildred « Millie » Lammoreaux dans le thriller psychologique 3 Women de Robert Altman, faisant le portrait d’une femme vivant dans une morne ville du désert californien. Bien qu’il y ait eu un scénario écrit, Duvall, comme les autres membres du casting, a improvisé beaucoup de ses répliques. Bien que le film n’ait pas été un grand succès au box-office, il a été acclamé par la critique, et la performance de Duvall a été saluée par les critiques. Les critiques du Texas Monthly, Marie Brenner et Jesse Kornbluth, ont salué la « performance extraordinaire » de Duvall. Sa performance lui vaut le prix de la meilleure actrice au Festival de Cannes 1977 et le LAFCA Award de la meilleure actrice, ainsi qu’une nomination aux BAFTA. Elle apparaît ensuite dans un rôle mineur dans le film Annie Hall de Woody Allen (1977).
Édition des années 1980
Le rôle suivant de Duvall était Wendy Torrance dans The Shining (1980) réalisé par Stanley Kubrick. Jack Nicholson déclare dans le documentaire Stanley Kubrick : A Life in Pictures que c’était un plaisir de travailler avec Kubrick mais qu’il était « un réalisateur différent » avec Duvall. En raison de la nature méthodique de Kubrick, le tournage a duré un an. Le scénario du film a été modifié si souvent que Nicholson a cessé de lire chaque version. Afin de donner à Shining l’horreur psychologique dont il avait besoin, Kubrick s’est mis à dos ses acteurs, et Kubrick et Duvall se sont fréquemment disputés. Kubrick a intentionnellement isolé Duvall, et elle a été forcée de jouer 127 fois la scène épuisante de la batte de baseball. Par la suite, Duvall a présenté à Kubrick des touffes de cheveux qui étaient tombées à cause du stress extrême du tournage. Dans une interview avec Roger Ebert, elle a déclaré que la réalisation du film était « presque insupportable ». Mais d’autres points de vue, vraiment très agréable, je suppose. »
La réception de la performance de Duvall dans The Shining a été mitigée ; initialement, il a été encensé par la critique, ce qui a valu à Duvall une nomination au Golden Raspberry, cependant, ces dernières années, elle a reçu des éloges pour ce film, comme le magazine Vulture l’a écrit en 2019 : « …regardant dans les yeux immenses de Duvall depuis le premier rang d’un théâtre, je me suis retrouvé rivé par une forme de peur très poignante. Pas la peur d’une actrice hors de son élément, ou la peur plus banale d’une victime poursuivie par un maniaque maniant la hache. C’était plutôt quelque chose de bien plus inquiétant, et de familier : la peur d’une épouse qui a connu son mari sous son pire jour, et qui est terrifiée à l’idée de le revivre. »
Alors que Duvall était à Londres pour le tournage de The Shining, Robert Altman lui a confié le rôle d’Olive Oyl dans son adaptation sur grand écran de Popeye, aux côtés de Robin Williams. Le film a été un succès critique et commercial, et Duvall a été félicitée pour sa performance. Le critique de cinéma Roger Ebert a déclaré que c’était un rôle qu’elle était « née pour jouer » : « Shelley Duvall est comme une pièce de porcelaine précieuse à la personnalité tintinnabulante. Elle ne ressemble et ne sonne comme presque personne d’autre, et s’il est vrai qu’elle est née pour jouer le personnage d’Olive Oyl (et le fait dans la nouvelle comédie musicale Popeye d’Altman), il est également vrai qu’elle a peut-être joué plus de types de personnages vraiment différents que presque n’importe quelle autre jeune actrice des années 1970. »
Son rôle de Pansy dans Time Bandits (1981) de Terry Gilliam a suivi. Peu avant la sortie du film, il a été rapporté que Duvall et l’acteur Stanley Wilson (qui jouait le barbier de la ville dans Popeye) étaient prêts à se marier. Cependant, aucun autre rapport n’a été publié à ce sujet. En 1982, Duvall a été la narratrice, l’animatrice et la productrice exécutive de l’émission de télévision pour enfants Faerie Tale Theatre. Elle a joué dans sept épisodes de la série : « Rumpelstiltskin » (1982), « Rapunzel » (1983), « The Nightingale » (1983), « Snow White and the Seven Dwarfs » (1984), « Puss in Boots » (1985), et « Aladdin and His Wonderful Lamp » (1986). Depuis le premier épisode de l’émission « The Frog Prince », qui mettait en vedette Robin Williams et Teri Garr, Duvall a produit 27 épisodes d’une heure de l’émission. En 1985, elle a créé Tall Tales & Legends, une autre série d’anthologie d’une heure pour Showtime, qui présentait des adaptations de contes populaires américains. Comme pour Faerie Tale Theatre, la série mettait en vedette des acteurs hollywoodiens connus, Duvall étant l’animateur, le producteur exécutif et la guest star occasionnelle. La série a duré neuf épisodes et a valu à Duvall une nomination aux Emmy Awards.
Alors que Duvall produisait Faerie Tale Theatre, il a été rapporté qu’elle devait jouer le rôle principal dans l’adaptation cinématographique de Even Cowgirls Get the Blues de Tom Robbins, avec Mick Jagger, Jerry Hall, Cindy Hall et Sissy Spacek. Le projet a été retardé et, lorsqu’il est finalement sorti en 1993, il mettait en vedette un casting entièrement différent. Elle a également décroché des rôles dans des films et des séries télévisées : la mère d’un garçon dont le chien est renversé par une voiture dans le court-métrage Frankenweenie (1984) de Tim Burton, et le rôle de Laura Burroughs dans Booker (également 1984), un court-métrage biographique pour la télévision basé sur la vie de Booker T. Washington, réalisé par Stan Lathan. Ensuite, Duvall apparaît une femme solitaire et timide qui reçoit un message d’une soucoupe volante dans l’épisode de The Twilight Zone « The Once and Future King/A Saucer of Loneliness », et l’amie du personnage de Steve Martin dans la comédie Roxanne (1987).
En 1988, Duvall fonde une nouvelle société de production appelée Think Entertainment pour développer des programmes et des téléfilms pour les chaînes câblées. Elle crée Nightmare Classics (1989), une troisième série d’anthologie de Showtime qui présente des adaptations d’histoires d’horreur bien connues d’auteurs comme Edgar Allan Poe. Contrairement aux deux séries précédentes, Nightmare Classics s’adressait à un public adolescent et adulte. C’était la série la moins réussie que Duvall a produite pour Showtime et n’a duré que quatre épisodes.
Édition des années 1990
En 1991, Duvall incarne Jenny Wilcox, la femme de Charlie Wilcox (Christopher Lloyd) dans le film d’action-aventure Suburban Commando de Hulk Hogan. En octobre de la même année, Duvall a sorti deux disques compacts, Hello, I’m Shelley Duvall… Sweet Dreams, sur lequel Duvall chante des berceuses, et Hello, I’m Shelley Duvall… Merry Christmas, sur laquelle Duvall chante des chansons de Noël.
L’année suivante, Think Entertainment a rejoint la nouvelle Universal Family Entertainment pour créer la quatrième série originale de Duvall pour Showtime, Shelley Duvall’s Bedtime Stories, qui présentait des adaptations animées de livres d’histoires pour enfants avec des narrateurs célèbres et lui a valu une deuxième nomination aux Emmy. Duvall a produit une cinquième série pour Showtime, Mrs. Piggle Wiggle, avant de vendre Think Entertainment en 1993 et de prendre sa retraite en tant que productrice. Le travail de production de Duvall lui a valu six CableACE Awards et un Peabody Award. Un an plus tard, Duvall décroche une place d’invitée dans la série télévisée L.A. Law dans le rôle de Margo Stanton, une propriétaire et éleveuse de chiens de concours qui porte plainte contre le propriétaire d’un Welsh Corgi qui s’est accouplé avec son chien afghan primé.
Duvall est ensuite apparue dans le rôle de la vaniteuse, trop amicale mais inoffensive comtesse Gemini – sœur du calculateur Gilbert Osmond (John Malkovich) – dans l’adaptation par Jane Campion, en 1996, du roman de Henry James Le portrait d’une dame. Un an plus tard, elle incarne une nonne béatifiée dans le film comique Changing Habits et une propriétaire d’un élevage d’autruches éprise et meurtrière dans le quatrième long métrage de Guy Maddin, Twilight of the Ice Nymphs. La même année, elle incarne la femme crédule du personnage de Chris Cooper qui aspire à une vie meilleure dans le téléfilm de Horton Foote, Alone. Duvall continue à faire des apparitions au cinéma et à la télévision à la fin des années 90. En 1998, elle a joué la mère de Drew Barrymore dans la comédie Home Fries et la tante de Hilary Duff dans le film pour enfants Casper Meets Wendy. Vers la fin de la décennie, elle revient au genre de l’horreur avec un rôle mineur dans Tale of the Mummy (1998), avec Christopher Lee et Gerard Butler, et The 4th Floor (1999), avec Juliette Lewis.
Édition des années 2000
Dans les années 2000, Duvall a accepté des rôles mineurs, notamment celui de la mère du personnage de Matthew Lawrence dans la comédie d’horreur Boltneck (2000) et celui de la tante de Haylie Duff dans le film familial indépendant Dreams in the Attic, qui a été vendu à Disney Channel mais n’est jamais sorti. Sa dernière apparition en tant qu’actrice a été un petit rôle dans le film indépendant Manna from Heaven (2002). Duvall a vécu hors de la vue du public depuis sa retraite en 2002.