Mireille Mathieu s-a născut la 22 iulie 1946, într-o familie numeroasă, cu 14 copii, ea fiind cea mai mare. Monique, Christiane, Marie-France, Réjane,Régis şi Guy(gemeni), Roger, Jean-Pierre, Rémy, Simone, Philippe, Béatrice şi Vincent sunt cei 13 fraţi şi surori ale sale. Avea patru ani când a cântat în public pentru prima dată, în timpul unei slujbe în miez de noapte.
De la 14 ani a lucrat în fabrică, pentru a-şi ajuta familia şi a-şi plăti lecţiile de muzică. Sensibilă, dar şi tenace s-a prezentat de trei ori succesiv la concursul "Se cântă în cartierul meu", organizat de Primăria din Avignon, şi abia a treia oară îl câştigă cu cântecul "La vie en rose", pe care-l cântă la toate concertele. Susţinută de Primărie, participă la o emisiune a televiziunii franceze "Télé Dimanche", în 1965, când este descoperită de toată Franţa interpretând cântecul idolului său Edith Piaf, "Jezebel".
Tatăl său, Roger, visa să devină un mare cântăreţ, mai ales că avea o voce de tenor, dar vremurile erau grele. Abia când Mireille a împlinit 15 ani, familia s-a mutat într-un apartament de cinci camere. " A fost cea mai frumoasă zi din viaţa mea", povesteşte mai târziu Mireille, "şi pentru prima dată am făcut o baie. A fost cea mai incredibilă senzaţie pe care am trăit-o."
Laure Collière, profesoara sa de muzică, o va accepta şi o va susţine, neuitând să o sfătuiască în privinţa meseriei pe care a decis să o aleagă. Aceasta îi spune că pentru a fi cântăreaţă trebuie să fie solidă, fizic şi psihic, dar Mireille îi va răspunde că: "Cine nu riscă nimic nu are nimic!". Aşa că va porni pe drumul ales de ea.
A fost descoperită de Johnny Stark, managerul celui mai mare cântăreţ la acea vreme, Johnny Hallyday. După apariţia sa la televiziune, în 1965 şi după debutul de la Teatrul Olympia, a fost imediat declarată succesoarea lui Edith Piaf. Repetiţii, şedinţe foto, înregistrări, interviuri, lecţii de muzică, de dans, de limbă franceză şi engleză, Mireille iubea munca, iubea ceea ce făcea. O tenacitate de invediat, un somn de patru ore pe noapte şi o deviză pentru toată viaţa: "Munca mea este Dumnezeul meu!". Cântecele sale exprimă mereu dragoste şi romantism, atât de specifice francezilor. Activitatea sa artistică e impresionantă, ea fiind prima solistă din Europa de Vest care a cântat în China. A cântat pe tot mapamondul şi a înregistrat 1200 de melodii în 11 limbi străine, iar în concerte a apărut alături de mari nume ca Charles Aznavour, Placido Domingo, Julio Iglesias, Tom Jones. Printre melodiile care au consacrat-o se numără "Mon Credo", "C'est Ton Nom", "Acropolis adieu", "Ne me quitte pas", "Santa Maria", "Tous les enfants chantent avec moi", care alături de multe altele sunt considerate clasice.
Activitatea sa artistică bogată numără 37 de albume şi 150 de miloane de copii. În noiembrie 2005 a sărbătorit 40 de ani de carieră artistică la Sala Olympia, unde a apărut pentru a opta oară. A evoluat alături de cele mai mari voci ale Franţei, i-au scris cântece cei mai mari compozitori şi testieri, a fost difuzat şi un film despre viaţa ei: "Le Conte de fée de Mireille Mathieu". Acest film pune accent pe întâlnirea sa cu Maurice Chevalier şi pe prima ei călătorie în America, în 1966, când a participat la celebra emisiune "Ed Sullivan Show".
A avut nenumărate concerte, inclusiv la Camegie Hall, Sport Place din Montreal, Universal Amphitheatre, în Los Angeles, şi Palatul de Gheaţă, din St. Petersburg. În 2002 a realizat cel de-al 37-lea album al său, "De tes mains".
Alte nume alături de care a cântat sunt: Michel Legrand, Claude Lelouche, Maurice Jarre, Paul Mauriat, André Pascal, Francis Lemarque, Maurice Vidalin.
