Hildegard Schmahl wurde am 6. Februar 1940 im damals zu Deutschland gehörenden Schlawe, Pommern, geboren. 1945 flüchtete die Familie vor der Roten Armee nach Hamburg. Dort absolvierte Schmahl von 1958 bis 1960 eine Schauspielausbildung am Hamburgischen Schauspielstudio Frese. Nach einem ersten Engagement am Deutschen Schauspielhaus war sie an Bühnen in Braunschweig und Bern (Schweiz) tätig. 1967 gab sie am Schauspielhaus Bochum das Gretchen in Faust I.; im selben Jahr erhielt sie den Förderpreis des Landes Nordrhein-Westfalen für den Bereich Bühne. Während der Spielzeit 1969/70 spielte Schmahl an den Staatlichen Schauspielbühnen Berlin die Titelrollen in "Emilia Galotti" und "Minna von Barnhelm". Auch in den folgenden Jahren und Jahrzehnten verkörperte sie an Theatern in Berlin, Stuttgart und Hamburg häufig Frauengestalten klassischer Theaterstücke, oft unter der Regie ihres Ehemannes Niels-Peter Rudolph. 

Parallel zu ihrer Bühnentätigkeit wirkte Hildegard Schmahl ab 1971 gelegentlich auch in Fernseh- und Kinoproduktionen mit, meist in kleineren Rollen, zum Beispiel in der Ehe- und Emanzipationsgeschichte "Familienglück" (1975) und Harun Farockis "Zwischen zwei Kriegen" (1978). Mit ihrem Wechsel 1987 ans Wiener Theater "Der Kreis" bei George Tabori legte sie eine mehrjährige Filmpause ein. Unter Taboris Regie spielte sie 1989 in dessen Shakespeare-Bearbeitung "Lears Schatten" den König Lear. Zur Spielzeit 1990/91 wechselte Schmahl ans Hamburger Thalia Theater, wo sie mit Regisseur*innen wie Jürgen Flimm, Leander Haußmann, Stephan Kimmig, Martin Kušej, Yoshi Oida und Tomaž Pandur arbeitete. 

Ab 1992 Jahre übernahm Schmahl auch wieder vereinzelte Film- und Fernsehrollen. Sie gehörte zum Ensemble von Gábor Altorjays "Punta Grande" (DE/HU/AR 1996) und Caroline Links "Nirgendwo in Afrika" (2001) und verkörperte die Schauspielerin Salka Viertel in Heinrich Breloers "Die Manns – Ein Jahrhundertroman" (2001, TV). Zur Spielzeit 2001/2002 trat sie dem Ensemble der Münchner Kammerspiele bei. 2010 erhielt sie von der Berliner Akademie der Künste nach Roma Bahn, Marianne Hoppe und Gisela Stein den Hermine-Körner-Ring, für ihr Lebenswerk und auf Lebenszeit.

Weitere Kino- und Fernsehauftritte hatte Schmahl zum Beispiel als rätselhafte Großmutter des Apothekers Sternheim (August Zirner) in Ben Verbongs Kinderfilm "Herr Bello" (2007), als einst untergetauchte Ex-Terroristin in Matti Geschonnecks "Entführt" (2009, TV), als geheimnisvolle Matriarchin in der Münsteraner "Tatort"-Folge "Das Wunder von Wolbeck" (2012, TV) und als Großmutter in der Familiengeschichte "Der Geschmack von Apfelkernen" (2013). Sie gehörte zum großen Ensemble des improvisierten Fernsehspiels "Altersglühen – Speed Dating für Senioren" (2014) und von Dominik Grafs Thriller "Am Abend aller Tage" (2016).  

In dem mehrfach ausgezeichneten Sozialdrama "Agnieszka" (DE/PL 2014) gab sie die Inhaberin eines Escort-Service, in Matti Geschonnecks ostdeutscher Familiengeschichte "In Zeiten des abnehmenden Lichts" (2016) die Ehefrau eines herrischen Familienpatriarchen (Bruno Ganz). Hauptrollen hatte sie in Till Endemanns Literaturverfilmung "Wir sind doch Schwestern" (2018, TV) und in Kai Wessels Miniserie "Die verlorene Tochter" (2020, TV), in der sie eine Seniorin und Großmutter mit dunkler Vergangenheit spielte. 

Trotz ihrer zahlreichen Auftritte vor der Kamera blieb Schmahl dem Theater treu. Neben ihren Rollen an den Münchner Kammerspielen stand sie 2016 als Botin in "Mauerschau" an der Bayerischen Staatsoper auf der Bühne. 2021 trat sie in Jossi Wielers Inszenierung von Hugo von Hofmannsthals "Das Bergwerk zu Falun" bei den Salzburger Festspielen auf.  

2022 sah man sie in gleich zwei Kinoproduktionen: In dem umstrittenen Kinderfilm "Der junge Häuptling Winnetou" verkörperte sie eine Schamanin, in Lars Jessens Bestsellerverfilmung "Mittagsstunde" hatte sie eine Hauptrolle als pflegebedürftige Mutter des Protagonisten (Charly Hübner).