Nacida el 28 de septiembre de 1951 en Roma, hija de un pediatra, Silvia Dionisio debutó en el mundo del cine cuando tenía 14 años en la película Darling (1965, John Schlesinger). En 1967 ganó el concurso de belleza Miss Adolescente. Tras algunas películas de "musicarelli", donde conoció al director Ruggero Deodato (con quien se casó el 5 de diciembre de 1971), consiguió su primer papel principal en la película de 1970 "Una chica llamada Jules" (La ragazza di nome Giulio). Tuvo un hijo (Saverio Deodato Dionisio, luego actor), que se divorció en 1979. En 1975 fue la protagonista de la película "Ondata di piacere" (dirigida por su marido Deodato), que la convirtió en uno de los iconos eróticos más bellos y elegantes de la época. A finales de los años 70 participó en varias películas de acción ("polizieschi"). Terminó su carrera cinematográfica en 1981 con el thriller "Murder Obsession".