Mỹ Huyền tên thật là Hồ Thị Mỹ Huyền, sinh ngày 30 tháng 11 năm 1963 tại Tân Định, Sài Gòn. Cô là con gái út trong gia đình có 9 anh chị em. Người cha Thu Hồ tuy ủng hộ các con trai theo sự nghiệp âm nhạc nhưng lại không muốn các cô con gái theo nghề vì sợ cực khổ.[2]

Năm 9 tuổi, cô gia nhập ca đoàn thiếu nhi thuộc Nhà thờ Fatima Bình Triệu và từng được trình diễn dịp Giáng Sinh cùng với các bạn đồng trang lứa trên Đài Truyền hình Việt Nam. Cô sinh hoạt trong ca đoàn cho đến năm 27 tuổi.[2]

Năm 1980, Mỹ Huyền bắt đầu được anh rể La Thoại Tân giới thiệu đi hát lót trước giờ diễn cho hai đoàn Kim Cương, Bông Sen. Sau đó, cô trở thành một ca sĩ độc lập kể từ năm 1984. Những năm đầu đi hát, Mỹ Huyền hát nhạc trẻ New Wave và chọn phong cách ăn mặc sexy.[3]

Năm 1985, Thu Hồ đã khuyến khích con gái mình theo học đàn tranh với nhạc sĩ Bửu Lộc, do đó Mỹ Huyền có thể trình bày một cách khá trôi chảy những bài cổ nhạc như Kim Tiền, Lưu Thủy, Tứ Đại Oán,... Ngoài ra, cô cũng từng học guitar với một người huynh trưởng trong ca đoàn.[1]

Mỹ Huyền sang Mỹ vào tháng 4 năm 1991 dưới sự bảo lãnh của người chị Mỹ Hà, để đoàn tụ với cha và các anh chị khác đã ra đi trước đó. Ban đầu, Mỹ Huyền cư ngụ cùng với một người chị tại thành phố San Diego. Một tháng sau, hai chị em chuyển lên khu Little Saigon là nơi có nhiều điều kiện thuận tiện cho những hoạt động ca hát của Mỹ Huyền.[2]

Trong một dịp đi chơi cùng với người chị ở vũ trường, cô được Trung tâm Hải Âu mời cộng tác trong ba năm. Nhà sản xuất yêu cầu chị chuyển sang hát nhạc trữ tình, quê hương và song ca với Randy. Đôi song ca Mỹ Huyền và Randy trở thành hiện tượng ca nhạc trữ tình được yêu thích ở hải ngoại lẫn trong nước.[2]

Sau đó, cô tiếp tục cộng tác với Trung tâm Thúy Anh trong hai năm. Cô cộng tác xuất hiện trên video Trung tâm Thúy Nga vào năm 1995 trong chương trình Paris By Night 32: 20 Năm Nhìn Lại với nhạc phẩm Một Chút Quà Cho Quê Hương. Sau khi hết hợp đồng với Trung tâm Thúy Nga vào năm 2001, Mỹ Huyền quyết định trở thành ca sĩ độc lập, mặc dù cô vẫn tham gia chương trình ca nhạc của các trung tâm Asia, Mây, Thế giới Nghệ thuật, Tình, Rainbow, Blue Ocean.[1]

Mỹ Huyền cũng đóng kịch. Cô từng đóng vai chính trong các vở kịch “Sông Dài” và “Con Gái Chị Hằng” của đoàn Túy Hồng. Vai vợ thiếu tướng Lê Văn Hưng trong vở “Quân Lệnh Cuối Cùng”. Vai một nữ cán bộ nằm vùng sau này hồi chánh và cứu đại tá Hồ Ngọc Cẩn rồi bị bắn chết trong vở “Hồ Ngọc Cẩn”. Ngoài ra cô còn góp mặt trong những vở hài kịch chung với Quang Minh và Hồng Đào.[1]

Ngoài ca hát, Mỹ Huyền còn đọc tin tức cho đài SBTN từ năm 2009.[3]

Năm 2018, Mỹ Huyền trở về định cư tại Việt Nam và được mời làm giám khảo cuộc thi Duyên dáng Bolero 2018.[2]