桃井かおり
同年、ATG映画『あらかじめ失われた恋人たちよ』(清水邦夫・田原総一朗監督)にてヒロインを演じ、本格的に映画デビュー。桃井は「『あらかじめ失われた恋人たちよ』は、ATGで一番お客が入らなかった映画なのよ。私、ATGで一番入らなかった映画と入った映画(『もう頬づえはつかない』?)やってるのよ(笑)」と述べている。『あらかじめ失われた恋人たちよ』で共演した石橋蓮司と緑魔子に徹底的にしごかれ、痛く傷付き逃避行。とにかく遠くへ行きたいと羽田から広島に行き、タクシーの運転手から「島でも渡ってみるかね?」と言われたため、江田島に渡り、地元の飲食店で住み込みで働く。この映画出演が両親に知られ、父に勘当を言い渡されたために家出。その後、4ヵ月後、「かおり許す、父」という新聞に載った父の伝言を目にして家に戻ることはできたが、元の生活には戻れないと思い、再び女優として活動を開始。杉村春子の代表的演目『ふるあめりかに袖はぬらさじ』で、台詞一言の役が不満で、本公演を降板。本公演を降板すると辞めるしかないため、文学座を退団した。1973年公開の『赤い鳥逃げた?』に出演し、この映画で助監督を務めていた長谷川和彦に「文学座を辞めろ」言われた。
一方で当の桃井は「文学座をやめるか、この映画撮るかって、相談したのが、恋愛時代をすごしてた頃の、優作だから」と語っている。
1973年、後に本人が「最も頼りにした」と明かした脚本家・早坂暁の指名で、はじめてNHKドラマ「たった一人の反乱」に出演する。同番組では「私という、桃井かおりという役者の80%は早坂さんの作品でできている。
春が来た(1982年1月1日、ANB) - 直子 役
人間万事塞翁が丙午(1982年4月28日 - 7月21日、TBS) - かな
ホームスイートホーム(1982年8月27日 - 11月5日、NTV)
熱帯夜(1983年9月9日、16日、23日(全3話)、フジテレビ) - 矢島サチ子
火曜サスペンス劇場「遺書を送った女」(1983年5月31日、NTV) - 崎津涼子
妻たちの熱い午後(1984年1月12日 - 2月23日、ANB)
金曜ドラマ 危険なふたり(1984年6月15日、TBS) - 菊江 危険なふたり 湯けむり再会編(1985年4月10日、TBS) 危険なふたり 飛んで火に入る就職編(1985年4月17日、TBS) 危険なふたり しあわせの木を下さい!(1985年4月24日、TBS) 危険なふたり ふるさと純情編(1986年9月17日、TBS)
名門私立女子高校(1984年11月2日 - 85年1月25日、NTV)
向田邦子新春スペシャル 第三夜 冬の家族(1985年1月23日)
花へんろ 風の昭和日記(1985年4月13日 - 1985年5月25日、NHK) - 静子 花へんろ 風の昭和日記 第二章(1986年9月6日 - 1986年10月11日、NHK) 花へんろ 風の昭和日記 第三章(1988年2月6日 - 1988年3月12日、NHK) 新・花へんろ(1997年5月14日 - 6月18日、NHK)
東芝日曜劇場 幻の町(1976年2月8日、HBC)
男たちの旅路(1976年2月28日 - 3月31日・1977年2月5日 - 19日・11月21日 - 12月3日・1979年11月10日、NHK) - 島津悦子
さよならの夏(1976年4月1日 - 6月24日、YTV) - 中河マリ子
さくらの唄(1976年5月19日 - 11月10日、TBS) - 高松加代
浮浪雲(1978年4月6日 - 9月10日、ANB・石原プロモーション) - かめ
ハッピーですか? (1978年4月7日 − 6月30日、NTV) − カミサマ
土曜ワイド劇場「田舎刑事2・旅路の果て」(1978年5月20日、ANB・テレパック)
ちょっとマイウェイ(1979年10月13日 - 1980年3月29日、NTV) - 浅井なつみ
小児病棟 〜カネボウヒューマンスペシャル(1)〜(1980年12月3日、NTV) - 看護婦役 ※1987年、バップよりVHSビデオがリリースされた。読売「女性ヒューマン・ドキュメンタリー大賞」第1回優秀賞作品。
ダウンタウン物語(1981年1月13日 - 4月21日、NTV) - 呼子
西武スペシャル『隣りの女 現代西鶴物語』(1981年、TBS)
火曜サスペンス劇場「さよならも言わずに消えた!」(1981年10月20日、NTV)- 中沢みずえ
1991年にはオムニバス映画『ご挨拶』の第3話「NOW IT'S THE BEST MOMEN0T IN OUR LIFE!!」で映画監督デビュー(モモイ・カオリ名義)。
2004年に父が他界。父の死を乗り越えるために、もっと辛い状況に身を置くことを決意し、ハリウッド映画のオーディションを次々に受ける。2005年に『SAYURI』でハリウッド映画初出演。翌2006年にアメリカ合衆国映画俳優組合に加入。
2006年に『無花果の顔』で長編映画監督デビュー。
日本政府より紫綬褒章の受章を伝達され、2008年4月28日、各社報道によって公表された。その受章にあたり、生年がそれまで公表されていた1952年ではなく、1951年であることが判明。
近年は女優業に留まらず、ジュエリーデザインや雑誌創刊など活動の幅を広げている。2009年に女子美術大学・女子美術大学短期大学部客員教授に就任。
2015年1月21日に、なかにし礼の作詩家・作家生活50周年を記念した企画アルバムで、日本コロムビアよりリリースされた「なかにし礼と12人の女優たち」で、アン・ルイスの「グッド・バイ・マイ・ラブ」、2016年9月28日リリースの第2弾の「なかにし礼と13人の女優たち」で細川たかし の「心のこり」を歌った。
私生活では長らく独身だったが、事実婚状態だった年上の音楽プロデューサーと2015年1月に婚姻届を提出し結婚した。同年10月16日京都国際映画祭で行った監督・主演映画「Hee And She」のトークイベントで公表した。
2022年春の叙勲で旭日小綬章を受章。2023年、第6回種田山頭火賞を受賞。
ソニー『ベータマックスビデオ』
ニッカウヰスキー『ニッカアップルワイン』(1976年)
エメロン『エチケットシャンプー』(1978年)
ヤマハ発動機『ソフトバイク』(1979年)
浅田飴『ハーブキャンディ』(1979年)
新潮文庫(1980年)
資生堂「メイク23秒」(1981年)
ポーラ化粧品「ルミエラMC2」(1988年)
エーザイ『チョコラBB』(1991年)
ネスレ日本
マックスファクター『SK-II』(1994年 - 2014年)
日産自動車『セフィーロ』(1997年 - 1998年)
モビット(現・SMBCモビット)(2000年-2011年) ※竹中直人と共演
三貴 「カメリア」(2003年 - 2005年)
ハウス食品 『ウコンの力』(2006年 - 2007年)
象印マホービン 『プラチナ真空釜』『VE電気まほうびん・優湯生』『電気ケトル』『パンくらぶ』(2009年 - 2013年) 『極め羽釜』(2010年 - 2013年) ※風間杜夫・間寛平と共演
キリンビール 『ホップの真実』(2009年)
サントリー 『ボス・贅沢微糖』(2010年) ※伊藤淳史と共演
ウィルコム(現・Y!mobile)『誰とでも定額』(2011年) ※佐々木希と共演
日本イーライリリー 「いつのまにか骨折」(2014年 - )
アサヒビール『クリアアサヒ』(2015年 - )
レディー・ガガ「アルバム『ジョアン』」(2016年)
モデルナ(2023年)
暁さんは私の役者道にいつもいてくれて、助けてくれる神様だった。暁さんが死んだら役者を辞めようと思っていた。」と話している。しかし、番組中で生前の早坂が「かおりにやらせたい」と残していた小説「私が殺したゴッホ」を呈示され、「いい感じに宿題残してくれる、生き延びられるようにしてくれる。まさに暁さんだ」と結んでいる。
22歳の時、撮影現場で腹部に違和感を覚え、歩くのも困難になり、帰り道の山道で倒れる。幸い通りかかったトラックの運転手に発見され一命は取り留めたが、その後の検査で腎臓結核であることが分かり、片方の腎臓を摘出。その後、順調に回復し、萩原健一の強い要望でドラマ『傷だらけの天使』(第14話「母のない子に浜千鳥を」)へのゲスト出演で復帰を果たした。
1975年、倉本聰脚本による日本テレビ系列『前略おふくろ様』の海役で、人気に火が付く。
1977年公開の山田洋次の『幸福の黄色いハンカチ』では、それまでの気怠く性に奔放な女性といった役柄が多かった桃井の、別な一面を引き出し、第1回日本アカデミー賞助演女優賞、ブルーリボン賞などを受賞した。1979年公開の『もう頰づえはつかない』で映画初主演。
1981年、突然、単身ニューヨークへ渡る。先述の本人談によると、帰国後は役者を辞めて八ヶ岳で生活していたが、早坂暁から電話があり「白いごはんのような俳優になりなさい」と『花へんろ』の主役を打診されたことで本格的に復帰する。この『花へんろ』で、その後12年にわたって主役・静子を演じるという、役者にとってかけがえのない時間を過ごすことになる。