Cathy O'Donnell, nacida Ann Steely (Siluria, 6 de julio de 1923 - Los Ángeles, 11 de abril de 1970), fue una actriz estadounidense. Asistió a la Oklahoma City University y estudió arte dramático en el American Academy of Dramatic Arts, luego hizo carrera en teatro y películas. Firmó un contrato con Samuel Goldwyn para participar en su primera película The Best Years of Our Lives(1946) donde interpretó a Wilma Cameron. Luego en RKO trabajó en el film They Live by Night (1947) con Farley Granger. Granger y O'Donnell se juntaron para la película Anthony Mann. A los 23 años se casó con Robert Wyler, de 48 años en aquel entonces, hermano mayor del director William Wyler. O'Donnell también formó parte del elenco de Ben-Hur (1959) como Tirzah, la hermana menor de Judah Ben Hur (Charlton Heston). Cathy O'Donnell murió de una hemorragia cerebral ocasionada por un cáncer a la edad de 46 años, el día del 22º aniversario de su boda.