Мирей Матьё родилась 22 июля 1946 года в Авиньоне, в семье каменщика, где была старшей из четырнадцати братьев и сестёр. В школе Мирей была круглой двоечницей, но связано это было с отношением к ней первой учительницы. Хотя в следующем классе у неё появилась другая учительница, все переживания сильно отразились на Мирей, и в 13 лет она бросила школу и ушла работать на фабрику по изготовлению конвертов.Мирей с раннего детства любила петь и во многом была обязана этим своему отцу, прекрасному тенору. 21 ноября 1966 года Мирей Матьё впервые появилась перед французскими телезрителями, исполнив песню «Jezebel». Её выступление вызвало фурор. Многим казалось, что на сцене вновь выступает Эдит Пиаф, — так похож был голос Мирей на голос певицы, ушедшей из жизни за три года до этого выступления. А через день её отец и профессиональный продюсер Джонни Старк подписали контракт. C этого дня для Мирей началась работа профессиональной певицы. Её учили всему, что составляет ремесло певца: вокалу, нотной грамоте, умению держаться на сцене, правильной речи, этикету и многому другому, чему Мирей не могла научиться в детстве.Накануне Рождества 1966 года Мирей выступила на сцене престижнейшего концертного зала Франции — «Олимпия». На её премьере присутствовали многие звёзды французской эстрады. Многим зрителям Мирей понравилась, но при этом отмечалось её сходство с Эдит Пиаф. Поэтому Джонни Старк запретил ей слушать записи Пиаф и пытаться подражать ей, объяснив, что в этом случае Мирей Матьё станет лишь бледной тенью великой певицы. В подтверждение этого он показал ей газеты, в которых утверждалось то же самое. С этого момента Мирей и её продюсер принялись искать тот стиль пения, который позволил бы певице занять достойное место на эстраде. Мирей Матьё становится «послом французской песни». Продав более 100 миллионов пластинок по всему миру и имея репертуар, состоящий более чем из 1000 песен на французском, немецком, английском, итальянском, испанском, провансальском, каталанском, японском, китайском, русском и финском языках, она пела перед самой разной публикой, во многих странах. Мирей была первым западным исполнителем, давшим концерты в Китае.С начала 1970-х годов Матьё совсем не выступала во Франции, вВ 1990-х вышли альбом-посвящение Эдит Пиаф (1993) и «Vous lui direz...» (1996). Летом 1967 года Матьё впервые в составе французского мюзик-холла выступила в СССР. Впоследствии она неоднократно приезжала в Россию, уже после распада СССР.1 ноября 2008 года Мирей Матьё выступила с большим концертом в Москве в ГКД в присутствии премьер-министра России В. В. Путина и лидера Ливийской революции М. Каддафи.В 1978 году Мирей Матьё была избрана прототипом национального символа Франции — Марианны.Награждена орденом Почётного легиона (1998).