Rees, som medverkade i BBC:s dramaserie Poldark på 1970-talet, var 63 år.
I ett uttalande sade hennes familj att de var "djupt ledsna" och skådespelerskan, som också hade en omfattande teaterkarriär, skulle "mycket missas".
"Angharad avled fridfullt idag med sin familj vid hennes säng i London, efter en lång kamp med pankreascancer", sade hennes familj.
Rees var gift med den framlidne Dynasty skådespelaren Christopher Cazenove i mer än 20 år och de hade två söner tillsammans, Linford och Rhys, 35.
Linford, de bådas äldste, dog i en bilolycka på M11 i Essex 1999 i åldern 25 år.
År 1994 skilde sig skådespelerskan från Cazenove och gifte sig med David McAlpine, byggnadsfamiljen, 2005, som hon bodde tillsammans med i London.
Rees spelade Demelza i Poldark, ett kostymdrama baserat på de romaner som Winston Graham skrev och första sändningen i Storbritannien mellan 1975 och 1977.
Hon hade också en roll i kultklassikern Jack the Ripper film Hands Of The Ripper och på scen medverkade hon i A Winter's Tale, Richard II och Romeo And Julia.
Förutom sin skådespelarframgång grundade hon också ett föredömligt smyckesdesignföretag baserat i Knightsbridge, med sina verk presenterade i filmen Elizabeth, The Golden Age.
Hennes familj sade att hon förblev en aktiv anhängare av konsten och var en hedersmedlem av Royal Welsh College of Music and Drama i Cardiff, staden där hon växte upp som ett litet barn.
Hennes begravning kommer att vara privat men det finns planer på en gudstjänst för att fira hennes liv som kommer att tillkännages vid ett senare tillfälle.
Den walesiske skådespelerskan Angharad Rees har dött efter en lång kamp mot cancer, har hennes familj sagt.