De padre con ascendencia escocesa e irlandesa y madre judía-húngara, tiene un hermano.
Su popularidad comenzó con la película Complicidad sexual (1969), pero alcanzó el estrellato con la película de 1970 Love Story, junto a Ryan O'Neal, por la que fue candidata al Óscar a la mejor actriz.
MacGraw trabajó en otras películas como Convoy (1978), Pasiones en juego (1979), Dime lo que quieres (1980), y en las miniseries de televisión China Rose y Vientos de guerra.
Escribió su autobiografía, Moving Pictures, en la que describe sus problemas con el alcohol y la dependencia con los hombres.
En 1991, la revista People eligió a Ali como una de las 50 mujeres más bellas del mundo.