Née en 1966 d’une mère française et d’un père égyptien au patronyme irlandais, Sheila O’Connor rêve depuis toute jeune d’être actrice. À douze ans, elle se met en tête avec sa meilleure amie de décrocher un rôle au cinéma et épluche toutes les annonces. Sa pugnacité est récompensée en 1979, où elle réussit le casting des Joyeuses Colonies de vacances de Michel Gérard.

Mais c’est surtout son rôle de Pénélope, la meilleure amie de Vic’ dans La Boum de Claude Pinoteau (1980), qui lui offre une renommée nationale. Une jolie consolation puisqu’à l’origine, elle avait été choisie par le réalisateur pour camper l’héroïne. Si toutes les jeunes filles de son âge l’envient, sa vie privée n’est pas rose.

Au lycée, elle est mise de côté par ses professeurs et ses camarades, qui n’acceptent pas sa nouvelle célébrité. Chez elle, sa vie innocente se dégrade aussi quand son père est touché par la maladie d’Alzheimer. Subitement, elle devient son auxiliaire de vie, et n’a pour échappatoire que l’alcool.

Au milieu de son malheur, Michel Gérard lui tend à nouveau la main en 1982 en lui octroyant un rôle dans On s’en fout...nous on s’aime. La même année, elle s’illustre dans un téléfilm, Non récupérables et surtout dans La Boum 2 de Claude Pinoteau. Après quelques apparitions à la télévision entre 1983 et 1985 (Cinéma 16, Emportez-la avec vous…) la jeune femme fait son retour sur grand écran avec P.R.O.F.S, où elle partage l’affiche avec Patrick Bruel et Fabrice Luchini.

Si elle continue chaque année une carrière honnête à la télévision, elle retrouve pour la troisième fois Claude Pinoteau dans La Neige et le Feu en 1991, signant sa dernière apparition au cinéma avant plusieurs décennies.

En effet, après avoir foulé les planches en 1991 avec Pleins Feux de Mary Orr et une ultime série en 1993, Puissance 4, Sheila O’Connor se retire des projecteurs, passant seulement derrière la caméra en 1995 pour le court-métrage Margaret. Elle réitérera l’expérience en 2000 et 2012, sans jamais passer aux longs formats.

La comédienne retourne à l'anonymat jusqu’en 2004, où elle fait un retour discret à la télévision en jouant une aide-soignante Un petit garçon silencieux. Entre 2007 et 2012, l’artiste diversifie ses activités, écrivant tantôt des livres pour enfants, tantôt scénarisant des séries ou longs-métrages qui peine à voir le jour. En 2013, sa chevelure rousse réapparaît sur le grand écran avec Star de Marc-Aurèle Vecchione et dans la série La Famille Katz.

2021 semble être l’année de tous les défis puisqu’elle scénarise Ça tourne à Saint-Pierre-et-Miquelon de Christian Monnier pour la télévision et fait son retour dans une série de grande envergure avec Paris Police 1900 sur Canal + et dans la 15e saison de Scènes de Ménage. Aujourd’hui, elle se tourne davantage vers le théâtre, et joue aussi bien des pièces contemporaines que classiques.