米歇尔·莫娜汉于1976年出生在美国中西部爱荷华州布勘纳县人口不足一千的小镇温思罗普，她的父亲是一位工厂工人和半个农民，母亲则在家里开设了一家幼儿园，米歇尔还有两位哥哥。高中毕业后她进入芝加哥哥伦比亚学院主修新闻，另一部分时间兼职做起了模特，米歇尔·莫娜汉曾在米兰以及亚洲的新加坡、东京和香港等地走秀，与此同时她也逐渐对表演产生了兴趣

2000和2001年她分别客串了电视剧《年轻的美国人》和《法律与秩序特别受害者》，并和多位模特一起出演了影片《Perfume》。2002年，戴安·琳恩和理查·基尔的《不忠》中也有她的一个小角色，同时莫娜汉因为拍摄的Stayfree、SecretSheer等广告而开始小有名气，之后，她出演的FOX电视剧《BostonPublic》开播。一季的电视剧演出之后，米歇尔·莫娜汉通过《ItRunsintheFamily》和《WinterSolstice》回到大银幕，之后又在影片《碟中谍3》和《史密斯夫妇》中亮相，她在《地狱神探》中的戏份在后期制作中被剪到只剩一句台词，《辛瑞那》中则一个镜头也不剩，原因是为了影片的长度考虑。2005年的《亲亲，撞撞》是莫娜汉首部担任女主角的影片，同小罗伯特·唐尼、瓦尔·基尔默合作，同周上映的《北方风云》中则为查理兹·塞隆和肖恩·宾配戏。让米歇尔·莫娜汉成名的作品是2006年汤姆·克鲁斯的《碟中谍3》，她在片中饰演伊森·亨特深爱的未婚妻。2007年，她在本·斯蒂勒执导的《心碎度蜜月》担任女主角，此外还主演了演员本·阿弗莱克的导演处女作《Gone,Baby,Gone》，与导演的弟弟卡西·阿弗莱克和老戏骨摩根·弗里曼共同主演，影片是根据《神秘河》的原作者DennisLehane的另一部小说改编。

2008年5月13日，由米歇尔·莫娜汉和帕特里克·德姆西主演的影片《男伴娘》在德国柏林举行首映式，两位主演均出席。2010年11月5日，她出演的《预产期》登陆北美院线。

在2011年的影片《源代码》中，她饰演克里斯蒂安一角。2014年在美国电影《布里斯堡》（外文名：FortBliss）中饰演一位战功卓著的美军医务兵。

2016年，米歇尔·莫娜汉凭借《像素大战》提名第36届金酸莓奖最差女配角。

2017年，《碟中谍6》的导演克里斯托夫·迈考利在Instagram上发布了一张米歇尔·莫娜汉的照片，此举确认了她将回归《碟中谍》的消息。

2005年8月，32岁的莫妮汉嫁给了平面设计师怀特。2008年11月5日，米歇尔·莫娜汉与丈夫皮特·怀特在洛杉矶迎来了女儿威洛·凯瑟琳。

土星奖

• 2006第32届最佳女配角小贼·美女·妙探（提名）

金球奖

• 2015第72届电视类最佳女配角真探（提名）

圣地亚哥影评人协会奖

• 2009第14届最佳女主角卡车司机（获奖）

金酸莓奖

• 2016第36届最差女配角像素大战（提名）

FOX电视剧《BostonPublic》将她的美貌与智慧介绍给了更多的观众，《碟中谍3》让米歇尔·莫娜汉一举成名，除了《鹰眼》之外，莫妮汉的作品还包括《新郎不是我》、《失踪的宝贝》、《史密斯夫妇》和《康斯坦丁》，这些受人关注的作品无疑将对莫娜汉的事业产生关键性的帮助。