De son vrai nom Eileen Annucci, elle nait en 1928 d'une mère d'origine irlandaise, Rose Isabel, et d'un père italo-américain, Amerigo Giuseppe Annucci. Sa mère était nourrire et son père dentiste.
En 1957, elle épouse l'acteur-réalisateur
Leo Penn, avec lequel elle a eu trois fils : les acteurs
Sean Penn et
Chris Penn (décédé en 2006) et le chanteur-compositeur
Michael Penn. Elle sera mariée à Leo Penn jusqu'à la mort de ce dernier, en 1998.
Elle a surtout eu une carrière à la télévision.
En 1986, elle retrouve ses fils
Sean et
Chris dans Comme un chien enragé de James Foley. Paradoxalement, elle y tient le rôle de leur grand-mère.
Plus tard, elle apparaîtra dans les films réalisés par Sean Penn :
The Indian Runner (1991),
Crossing Guard (1995) et
The Pledge (2001).