Anna Maria Pierangeli, conocida artísticamente como Pier Angeli, nació en Cagliari, en la isla italiana de Cerdeña, el 19 de junio de 1932. Tuvo una hermana gemela, Maria Luisa, que también sería actriz cinematográfica bajo el nombre de Marisa Pavan.Desde niña se sintió atraída por la interpretación. Tras actuar en varias obras de teatro, Anna Maria debutó en el cine de su país con un melodrama titulado «Mañana será tarde» (1949), dirigida por Léonide Moguy y en la que actuaba junto a Vittorio de Sica. Tras otro film, «Mañana será otro día» (1950), fue llamada a Hollywood, donde, ya convertida en Pier Angeli (obtenido a través de la fragmentación de su apellido), rodó en 1951 «Teresa», donde interpretó a una joven italiana que se casa con un soldado americano.
Otros títulos de la etapa hollywoodiense de Pier fueron, entre otros, «Tres amores» (1953), «Sombrero» (1953), «El cáliz de plata» (1954, en la que debutó Paul Newman), «The Flame and the Flesh» (1954), «Marcado por el odio» (1956, donde volvió a reunirse con Newman) y «Loco por el circo» (1958).
Durante el rodaje de «Tres amores» conoce a Kirk Douglas, con el que mantiene un romance en 1953. Durante tres meses del siguiente año mantiene un romance con el rebelde por excelencia, James Dean.Finalmente, el 25 de noviembre de 1954 Pier se casa con el cantante y actor Vic Damone, del cual tiene a su hijo Perry el 22 de agosto del siguiente año. Sin embargo, el 18 de diciembre de 1958 la pareja se divorcia.
El año de su divorcio es el mismo del fin de la carrera hollywoodiense de Pier, que continuará rodando películas, principalmente en su Italia natal. La mayoría de dichos films son poco destacados, mereciendo mención de su filmografía de los 60 «Amargo silencio» (1960), que rodó en Inglaterra; «Sodoma y Gomorra» (1962) y «La batalla de las Ardenas» (1965).El 14 de febrero de 1962 Pier contrajo segundas nupcias con el compositor Armando Trovaioli, con quien tuvo a su hijo Andrew el 8 de enero de 1963. Este matrimonio no tuvo éxito y se divorciaron en 1969 (aunque estaban separados desde 1966).
Su carrera se va diluyendo con los años. Su última película fue un producto de ciencia ficción titulado «Octaman», de 1971. El 10 de septiembre de ese mismo año, presa de una fuerte depresión, Pier Angeli se suicidó con barbitúricos a los 39 años de edad en Beverly Hills, dejando una nota donde decía que James Dean fue el único y verdadero amor de su vida. La actriz está enterrada en el Cementerio de Bulvis, en Francia.
