Welch ble først kjent for sine roller i «Fantastic Voyage» og fantasyfilmen «One Million Years B.C.» som begge hadde premiere i 1966. Der opptrådte hun lettkledd og ble i tråd med tidsånden raskt etablert som et sexsymbol.
Særlig bidro filmplakaten fra «One Million Years B.C.» til å gjøre henne kjent.
– De fleste husker meg bedre for plakaten med pelsbikinien enn noe annet. Det virker helt sprøtt for meg, det skjedde så raskt, sa hun i ettertid.
– Etter at bildet ble tatt, fløy jeg til Heathrow. Så snart jeg gikk av flyet, skjønte jeg at alt var forandret. Alle visste plutselig hvem jeg var, sa hun i et intervju med bladet Men's Helath i 2012.
På 60- og 70-tallet var Welch blant de mest ettertraktede kvinnelige skuespillerne i Hollywood og spilte i over 30 filmer. Hun vant flere priser, blant annet en Golden Globe i 1974 for sin rolle i 1973-innspillingen av «De tre musketerer». Hun spilte også i omkring 50 TV-produksjoner.
Welch ble født i Chicago i 1940, hennes far var opprinnelig fra Bolivia. Hun var gift fire ganger og hadde to barn.
Hun døde etter kort tids sykdom, opplyser familien til TMZ.