Po rozwodzie rodziców, przeprowadziła się z matką do Nicei we Francji, gdzie uczęszczała do szkoły średniej i studiowała taniec i medycynę. Tam została zauważona na ulicy i przyjęła propozycję udziału jako Gina w komedii Toutes folles de lui (1967) u boku Juliena Guiomara, Jeana-Pierre’a Marielle i Serge’a Gainsbourga.
W 1967 wzięła udział w konkursie piękności Lady France, który odbył się w maju podczas 20. edycji festiwalu w Cannes i wygrała go[6], uzyskując tym samym prawo uczestnictwa w Lady Europa jako przedstawicielka swojego kraju; Impreza odbywała się w sierpniu, a Fenech zajęła trzecie miejsce, za Dolores Agustą i Rocío Jurado. Została jednak zauważona przez łowcę talentów, który zaproponował jej tytułową rolę w filmie Samoa, królowa dżungli (Samoa, regina della giungla, 1968). Następnie przeniosła się ze swoją matką do Włoch.
Kariera
Wystąpiła potem w filmach: dramacie przygodowym Il Figlio di Aquila Nera (1968), komedii Gospodyni ma również hrabiego (Frau Wirtin hat auch einen Grafen, 1968) z Jeffreyem Hunterem i dramacie erotycznym Top Sensation (1969). W komedii Satiricosissimo (1970) z Arturo Dominicim (Ofoniusz Tygellinus) i Karin Schubert (blond kurtyzana) wcieliła się w postać cesarzowej Poppei Sabiny.
W 1970 otrzymała nagrodę Golden Orange. Grywała w dreszczowcach, w tym 5 lalek na sierpniowy księżyc (5 bambole per la luna d'agosto, 1970), Mario Bavy, Dziwna wiceprezes pani Wardh (Lo strano vizio della Signora Wardh, 1970) jako tytułowa Julie Wardh z George’em Hiltonem i Ivanem Rassimovem, Twój zastępca ma zamknięty pokój i ma tylko klucz (Il tuo vizio è una stanza chiusa e solo io ne ho la chiave, 1972) z Anitą Strindberg i Danielą Giordano oraz Śmierć niesie trzcinę (Passi di danza su una lama di rasoio, 1973) z George’em Martinem, a także w horrorach, m.in. Wszystkie kolory mroku (Tutti i colori del buio, 1972)[7].
Była kilkakrotnie na okładce włoskiej edycji magazynu „Playboy” (we wrześniu 1977, w styczniu 1981, w lipcu 1984)[8]. W latach 80. była częstym gościem programów telewizyjnych, w tym Italia 1Ric e Gian folies (1983) i Bene, bravi, bis (1984), Canale 5Risatissima (1985) z Paolo Villaggio. W 1985 zadebiutowała w teatrze w spektaklu D'amore si muore z Fabrizio Bentivoglio i Monicą Scattini.
Pracowała jako producentka filmowa, m.in. Kupca weneckiego (2004) z Alem Pacino. W 2007 przyjęła propozycję od Quentina Tarantino w filmie Hostel 2 (Hostel: Part II) w reżyserii Eli Rotha. Powróciła na szklany ekran w roli cesarzowej Katarzyny II w filmie Córka kapitana (La figlia del capitano, 2012), wyprodukowanym i nadawanym przez RAI.