Em "Encontros Imediatos do Terceiro Grau", de Steven Spielberg, Dillon interpretou Jillian Guiller, a mãe solteira que procura o seu filho, que é raptado por alienígenas.
A atriz foi nomeada para o Óscar de Melhor Atriz Secundária pelo seu papel no filme de Spielberg.
Já em "A Calúnia", de Sydney Pollack", contracenou com Paul Newman, obtendo a nomeação para o Óscar de Melhor Atriz em 1982.
Nos prémios da Academia de Artes e Ciências Cinematográficas, Dillon perdeu para Venessa Redgrave, de "Júlia" (1978), e para Maureen Stapleton, de "Reds" (1982).
Logo no início de carreira, a artista foi nomeada para um Tony e venceu o prémio Theatre World em 1963 pela sua atuação na Broadway na produção "Who's Afraid of Virginia Woolf?", de Edward Albee.
O seu currículo no cinema também inclui "F.I.ST" (1978), de Norman Jewison, "The Prince of Tides" (1991), de Barbra Streisand, e "Magnólia" (1999), de Paul Thomas Anderson.
Nascida em 13 de outubro de 1939, em Hope (Arkansas), Melinda Ruth Dillon foi casada com o falecido ator Richard Libertini (1933-2016), entre 1963 e 1978.
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