Figlia di un ferroviere originario di Petralia Soprana (Palermo) e di una casalinga britannica, e sorella di Roy Mangano, iniziò a seguire alcuni corsi di danza classica a Milano, notata dal famoso costumista francese Georges Armenkov la Mangano, dopo un po' di titubanza, decise di partire per la Francia per lavorare come indossatrice per la maison Mascetti; fu proprio in Francia che Silvana apparve nel 1945 come comparsa nel suo primo film: Le jugement dernier. Ritornata in Italia, grazie alla sua bellezza scultorea partecipò al concorso di Miss Italia del 1947 che fu vinto da Lucia Bosè. Silvana venne notata dal regista Mario Costa e iniziò quindi a lavorare come comparsa in alcune pellicole. Nel frattempo, seguì un corso di recitazione incontrandovi Marcello Mastroianni, il suo primo grande amore; lei sedici anni, lui ventidue. La relazione con Mastroianni dura poco, dato che appena diciannovenne la Mangano fu scelta da Giuseppe De Santis per il film neorealista Riso amaro (1949) con Vittorio Gassman. Sul set conobbe il futuro marito, il produttore cinematografico Dino De Laurentiis. Il film ottenne un successo straordinario e la Mangano s'impose nel mondo del cinema, come sex symbol nazionale nel dopoguerra. La sua immagine fiera e indolente della mondina, con la maglietta attillata e le calze nere a metà coscia, diventa un'icona del cinema italiano. Sempre nel 1949 lavorò in Cagliostro e nuovamente con Gassman ne Il lupo della Sila, tanto che alcune voci la volevano fidanzata con l'attore. L'anno successivo girò con Amedeo Nazzari Il brigante Musolino. Arrivò il successo a livello internazionale. Quello stesso anno sposò Dino De Laurentiis, dal quale ebbe quattro figli: Veronica (futura attrice), Raffaella (futura produttrice), Federico (futuro regista) e Francesca. Nel film Anna di Lattuada (1951), nel quale balla il famoso El negro Zumbon. Ne L'oro di Napoli (1954) di Vittorio De Sica interpretò la prostituta, ed in Mambo (1954) tornò a lavorare al fianco di Gassman. Nella sua prima opera internazionale, Ulisse (1955) al fianco di Kirk Douglas e Anthony Quinn, l'attrice interpretò due personaggi, Penelope e la Maga Circe, e questo rappresentò la consacrazione a diva del cinema. Più volte rifiutò di lavorare al fianco di Mastroianni, mentre accettò la proposta di La tempesta (1958). Grande risalto giornalistico ebbero nel 1956 le riprese del film Uomini e lupi, accanto a un ancora immaturo Yves Montand. In seguito la Mangano lavorò in film importanti come La diga sul Pacifico (1958) al fianco di Anthony Perkins. Dalla fine degli anni cinquanta, nonostante il carattere riservato, la Mangano si cimentò anche in ruoli di commedia, dando prova della sua versatilità nel ruolo della prostituta Costantina ne La grande guerra (1959), o in quello della popolana in Crimen (1961). La Mangano interpretò una donna slava che lotta contro le forze naziste in Jovanka e le altre (1960) accettando di tagliare a zero i suoi lunghi capelli per la parte e finisce sulla copertina della rivista americana Life. Nel frattempo girò Il giudizio universale (1961). Con la notevole interpretazione del personaggio di Edda Ciano nel film Il processo di Verona  la Mangano iniziò a cimentarsi con ruoli sempre più tormentati, introspettivi e raffinati. Proseguì anche nella commedia, in coppia con Sordi, in La mia signora (1964), e ne Il disco volante (1964), in Io, io, io... e gli altri (1965)  fu diretta sempre da Sordi nel satirico Scusi, lei è favorevole o contrario? (1966). Le streghe (1967), sul cui set per la prima volta venne diretta dai due registi. Fu poi una splendida Giocasta nel film Edipo re (1967), interpretò una madre snaturata e ipocrita in Teorema (1968), quindi una partecipazione straordinaria nelle vesti della Madonna nel Decameron (1971). Recitò quindi nella commedia Lo scopone scientifico (1972),  Visconti la volle in Morte a Venezia (1971) e in Ludwig (1973), poi in Gruppo di famiglia in un interno (1974). A fare da contrappunto al successo professionale, vi furono difficoltà nella vita privata. Tese ad isolarsi sempre più dal marito e dai figli, e a testimoniare il suo malessere,  parlò dei suoi persistenti disturbi d'insonnia. La morte del figlio venticinquenne Federico (avvenuta il 15 luglio 1981 in un incidente aereo in Alaska) aggravò il suo stato depressivo. La Mangano divorziò da Dino De Laurentiis e, ammalatasi di un tumore allo stomaco, si ritirò a vita privata, partecipando solo al film Dune (1984). Intuendo l'avvicinarsi della fine, si riappacificò con De Laurentiis e lavorò ancora con Marcello Mastroianni nel capolavoro di Nikita Mikhalkov Oci ciornie (1987). Morì di cancro due anni più tardi, all'età di 59 anni, a Madrid dove viveva con la figlia Francesca, il 16 dicembre 1989, lasciando il ricordo di una attrice dotata che ha saputo ottenere stima di grande interprete.