En 1973, elle est choisie parmi plus de 600 candidates par le réalisateur William Friedkin pour interpréter Regan MacNeil l’enfant possédée de L’Exorciste, aux côtés de Ellen Burstyn et de Max von Sydow. Elle fera plus tard en 1974 cette déclarationà propos de son rôle : « Je voulais jouer une princesse. Je voulais jouer dans les films Disney, je voulais jouer dans Lassie, je ne voulais pas jouer un monstre. »Le film est un succès mondial malgré la censure. Cependant, outre les éloges du monde du cinéma, Linda Blair reçut des menaces de mort et le studio Warner assura sa protection en faisant emménager la police chez elle durant six mois.