Mellom 1975 og 1984 var hun gift med skuespilleren Daniel Massey, og sammen fikk de datteren Alice. Etter skilsmissen giftet Massey seg med søsteren til Penelope, Lindy. Hun giftet seg på nytt i 1991, denne gang med skuespiller Ian Holm, men ble på nytt skilt i 2001. Før de skilte seg, spilte ekteparet sammen i BBCs versjon av i 1993. Filmer hun har spilt i inkluderer (1987), (2001) , (2003), (2004) og (2005). Hun har spilt Isobel Crawley i det britiske periodedramaet siden 2010.