Ottenne la fama mondiale grazie all'interpretazione di Oliver Barrett IV nel film Love Story (1970), che interpretò con Ali MacGraw e che gli valse la candidatura all'Oscar al miglior attore nel 1971 e il David di Donatello come miglior attore straniero, oltre alla candidatura al Golden Globe. Il film ottenne un grande successo e quello di Oliver Barrett fu uno dei ruoli più memorabili di O'Neal.
Fu sposato con l'attrice Joanna Moore dal 1963 al 1967, dalla quale ebbe due figli, gli attori Griffin e Tatum O'Neal. Dopo il divorzio a causa di una relazione tempestosa (Joanna perse la custodia dei due figli per i suoi problemi di alcolismo e droga),[3] contrasse un nuovo matrimonio con Leigh Taylor-Young, da cui ebbe il terzogenito Patrick, divenuto cronista sportivo. Nel 1973 interpretò il film Paper Moon - Luna di carta con la sua primogenita Tatum O'Neal, la quale grazie a questa parte ottenne l'Oscar ancora giovanissima. Nel 1975 venne scelto da Stanley Kubrick come protagonista del film Barry Lyndon. Fu anche preso in considerazione per le parti di Rocky Balboa in Rocky (1976) e di Michael Corleone nel Padrino (1972).
Sul finire degli anni settanta conobbe Farrah Fawcett, star della serie di telefilm Charlie's Angels, che diventò (eccetto una separazione dal 1997 al 2001) la compagna della sua vita fino alla morte di lei, nel 2009. Insieme recitarono in diversi film tra cui Sacrificio d'amore (1989) e la serie TV Good Sports (1991), ed ebbero un figlio, Redmond, nato nel 1985. Il 17 settembre 2008 O'Neal è stato arrestato, insieme al figlio, nella sua abitazione di Malibù, in California, per possesso di stupefacenti[4]. Nonostante la turbolenta vita privata, ha continuato l'attività di attore: nel 2006 è entrato a far parte del cast della serie televisiva statunitense Bones, nel ruolo del padre della protagonista Temperance Brennan. Ha inoltre preso parte ad alcuni episodi del telefilm 90210 (2010).
Malattia e morte
Nel 2001 gli fu diagnosticata la leucemia mieloide cronica. Dopo aver lottato contro la leucemia, O'Neal è stato spesso visto al fianco di Fawcett mentre combatteva contro il cancro. Nell'aprile 2012, O'Neal ha dichiarato che gli era stato diagnosticato un cancro alla prostata di quarto stadio. Successivamente dichiarò che si trattava del secondo stadio.
^Ryan O' Neal e figlio arrestati per droga, su archiviostorico.corriere.it, 18 settembre 2008. URL consultato il 27 ottobre 2009 (archiviato dall'url originale il 23 giugno 2015).