y Dorothy Geraldine Niland, comenzó a actuar desde muy joven con papeles en My Three Sons (1960), The Virginian (1962), Gunsmoke (1955) y The Partridge Family (1970).
Ese mismo año también se la pudo ver junto a Nastassja Kinski en Cat People.
En 1983 interpretó a Lana Lang en Superman III, compartiendo cartel con el difunto Christopher Reeve.
Tras seis temporadas interpretando a la madre adoptiva de Superman, O'Toole declaró que dejaba la serie porque «no se estaba tratando a su personaje de la manera adecuada».
Aunque tuvo una relación de diez años con Bill Geisslinger, actualmente está en pareja con el también actor Michael McKean desde 1999.