Мирей Матье родилась 22 июля 1946 года в Авиньоне (Франция) в семье бедного каменщика. Её родители воспитывали 14 детей. Мирей плохо училась в школе, в результате чего прервала своё обучение в 13 лет и пошла работать на завод. Девушка с детства обожала петь. Она пела в церковном хоре и мечтала связать свою жизнь со сценой.
В 1964 году она стала лауреатом авиньонского певческого конкурса «В моем доме поют». Большое влияние на манеру исполнения Матье оказала знаменитая Эдит Пиаф, записями которой заслушивалась юная Мирей.
В 1965 году мэрия Авиньона помогает Мирей поехать в Париж для участия в телешоу «Игра в удачу». Там девушка знакомится с известным импресарио Джонни Старком, ставшим впоследствии её менеджером. Именно Старк помог Мирей Матье стать звездой первой величины.
В 1966 году Мирей выступила на сцене одного из самых престижных концертных залов Франции – «Олимпия». В последующие 6 месяцев её первый диск разошёлся тиражом в миллион экземпляров. К Мирей Матье пришла слава. Её было всего 20 лет, тем не менее её прекрасные вокальные данные и природное очарование завоевали ей миллионы поклонников по всему миру.
Певица исполняла также песни на немецком, английском, испанском, провансальском, японском, русском и других языках. Общий тираж её пластинок по всему миру составил более 100 миллионов.
В 1967 году года Матье в составе французского мюзик-холла впервые посетила Советский Союз. Впоследствии она неоднократно посещала Россию.
В 1998 году Мирей Матье была награждена орденом Почётного легиона.
1 ноября 2008 года знаменитая певица выступила с концертом в Государственном Кремлёвском Дворце в присутствии премьер-министра России В.В. Путина и ливийского политического деятеля М. Каддафи.