W 1975 była nominowana do nagrody Złotego Jabłka jako „Nowa gwiazda roku”. Fawcett zdobył drugoplanową rolę Holly 13 w filmie fantastycznonaukowym Michaela Andersona Ucieczka Logana (Logan’s Run, 1976) z Michaelem Yorkiem. Wzięła udział w dokumentalnym telefilmie sportowym Batalistyczna sieć gwiazd (Battle of the Network Stars, 1976) i komediowym programie muzycznym CBS Sonny i Cher (The Sonny and Cher Show, 1977). Plakat z jej wizerunkiem w czerwonym stroju kąpielowym rozszedł się w nakładzie 6 mln egzemplarzy w ciągu jednego roku. Ubiegała się o rolę księżniczki Lei w Gwiezdnych wojnach (1977), ale ostatecznie nie znalazła się w obsadzie. Wspólnie z Jeanem–Paulem Vignonem nagrała piosenkę „You (Toi) (Sì)” (1977).
Aniołki Charliego Fawcett i jej mąż, gwiazda telewizyjna Lee Majors, byli częstymi partnerami tenisowymi producenta telewizyjnego Aarona Spellinga, który wspólnie z partnerem biznesowym Leonardem Goldbergiem poszukiwał aktorek do swojego najnowszego serialu. Ostatecznie zaangażowali ją do roli Jill Munroe, absolwentki Akademii Policyjnej w Los Angeles, która wraz z Kelly Garrett (Jaclyn Smith) i Sabriną Duncan (Kate Jackson) rozwiązywała zagadki kryminalne w telewizyjnym dramacie kryminalnym Aniołki Charliego (Charlie’s Angels, 1976) z udziałem Tommy’ego Lee Jonesa i Bo Hopkinsa. Film był pilotem serialu ABC.