Mireille Mathieu s-a nascut pe 22 iulie 1946, intr-o familie numeroasa, cu 14 copii, ea fiind cea mai mare. Monique, Christiane, Marie-France, Rejane, Regis si Guy (gemeni), Roger, Jean-Pierre, Remy, Simone, Philippe, Beatrice si Vincent sunt cei 13 frati si surori ai sai. Avea patru ani cand a cantat in public pentru prima data, in timpul unei slujbe in miez de noapte.
De la 14 ani a lucrat in fabrica, pentru a-si ajuta familia si a-si plati lectiile de muzica. Sensibila, dar si tenace s-a prezentat de trei ori succesiv la concursul "Se canta in cartierul meu", organizat de Primaria din Avignon, si abia a treia oara il castiga cu cantecul "La vie en rose", pe care-l canta la toate concertele. Sustinuta de Primarie, participa la o emisiune a televiziunii franceze "Tele Dimanche", in 1965, cand este descoperita de toata Franta interpretand cantecul idolului sau Edith Piaf, "Isabelle". Tatal sau, Roger, visa sa devina un mare cantaret, mai ales ca avea o voce de tenor, dar vremurile erau grele. Abia cand Mireille a implinit 15 ani, familia s-a mutat intr-un apartament de cinci camere. " A fost cea mai frumoasa zi din viata mea", povesteste mai tarziu Mireille, "si pentru prima data am facut o baie. A fost cea mai incredibila senzatie pe care am trait-o."
Laure Colliere, profesoara sa de muzica, o va accepta si o va sustine, neuitand sa o sfatuiasca in privinta meseriei pe care a decis sa o aleaga. Aceasta ii spune ca pentru a fi cantareata trebuie sa fie solida, fizic si psihic, dar Mireille ii va raspunde ca: "Cine nu risca nimic nu are nimic!". Asa ca va porni pe drumul ales de ea.
A fost descoperita de Johnny Stark, managerul celui mai mare cantaret la acea vreme, Johnny Hallyday. Dupa aparitia sa la televiziune, in 1965 si dupa debutul de la Teatrul Olympia, a fost imediat declarata succesoarea lui Edith Piaf. Repetitii, sedinte foto, inregistrari, interviuri, lectii de muzica, de dans, de limba franceza si engleza, Mireille iubea munca, iubea ceea ce facea. O tenacitate de invidiat, un somn de patru ore pe noapte si o deviza pentru toata viata: "Munca mea este Dumnezeul meu!". Cantecele sale exprima mereu dragoste si romantism, atat de specifice francezilor. Activitatea sa artistica e impresionanta, ea fiind prima solista din Europa de Vest care a cantat in China. A cantat pe tot mapamondul si a inregistrat 1200 de melodii in 11 limbi straine, iar in concerte a aparut alaturi de mari nume ca Charles Aznavour, Placido Domingo, Julio Iglesias, Tom Jones. Printre melodiile care au consacrat-o se numara "Mon Credo", "C'est Ton Nom", "Acropolis adieu", "Ne me quitte pas", "Santa Maria", "Tous les enfants chantent avec moi", care alaturi de multe altele sunt considerate clasice.
Activitatea sa artistica bogata numara 37 de albume si 150 de milioane de copii. In noiembrie 2005 a sarbatorit 40 de ani de cariera artistica la Sala Olympia, unde a aparut pentru a opta oara. A evoluat alaturi de cele mai mari voci ale Frantei, i-au scris cantece cei mai mari compozitori si textieri, a fost difuzat si un film despre viata ei: "Le Conte de fee de Mireille Mathieu". Acest film pune accent pe intalnirea sa cu Maurice Chevalier si pe prima ei calatorie in America, in 1966, cand a participat la celebra emisiune "Ed Sullivan Show".
A avut nenumarate concerte, inclusiv la Camegie Hall, Sport Place din Montreal, Universal Amphitheatre, in Los Angeles, si Palatul de Gheata, din St. Petersburg. In 2002 a realizat cel de-al 37-lea album al sau, "De tes mains".