Issue d'une famille d'une famille chinoise anglophone, Michelle Yeoh entame des études de danse et de comédie à Londres avant de se consacrer aux arts martiaux. Dès son retour de Londres, elle est élue Miss Malaisie en 1983 et tourne peu de temps après une publicité avec Jackie Chan. De là va naître une collaboration qui lui permet de se lancer dans le cinéma hong-kongais. Ainsi elle apprend le cantonais, tourne dans ces premiers films mais s'arrête pour se marier avec le producteur Dickson Poon en 1986.Elle divorce 4 ans plus tard et revient devant la caméra avec le film Police Story III: Supercop, retrouvant Jackie Chan. Elle fait d'ailleurs partie des rares comédiennes qui exécutent ses propres cascades à ses cotés.Le succès venant, elle multiplie les rôles, ce qui l'amène à collaborer avec Yuen Woo Ping, cinéaste et chorégraphe avec qui elle travaille sur Tai chi master en 1993, Wing Chun en 1994. Mais le film qui lui ouvre les portes d'Hollywood et lui offre une notoriété internationale est Demain ne meurt jamais en 1997 dans un rôle mettant aussi bien en valeur son jeu de scène que son côté physique, c'est tout naturellement que le réalisateur Ang Lee la contacte pour jouer dans un des succès internationaux de l'an 2000 Tigre et dragon, où à travers les chorégraphies de Woo-ping Yuen, elle sait faire preuve d'un jeu d'actrice alternant entre l'action et la légèreté.L'année 2002 permet à la comédienne d'ajouter une corde à son arc puisque sur le film The Touch de Peter Pau dans lequel elle joue, elle est également productrice exécutive.
Quatre ans plus tard, elle partage l'affiche du drame de Rob Marshall, Mémoires d'une geisha, avec trois autres grands acteurs asiatiques Zhang Ziyi, Gong Li et Ken Watanabe. On la retrouve ensuite aux côtés de Jet Li dans un film où ses capacités physiques sont de nouveaux mises en avant, Le Maître d'armes.
Ses projets se succèdent à un rythme rapide, elle est à l'affiche de quatre films au cours des années 2007-2008, des aventures fantastiques comme Sunshine du britannique Danny Boyle et La Momie 3 : la tombe de l'empereur dragon, mais aussi du drame historique, Les Orphelins de Huang Shi, aux côtés de Jonathan Rhys-Meyers. Dans la même année, Mathieu Kassovitz lui offre l'un des rôles principaux de son film de science-fiction Babylon A.D..
Après deux nouvelles expériences en 2010 dans des films d'action (True Legend et Reign of Assassins), elle s'essaie à l'animation en prêtant sa voix au personnage Soothsayer dans Kung Fu Panda 2. Elle est également à l'origine du projet The Lady (2011), biopic de Luc Besson sur l'activiste birmane et Prix Nobel de la Paix Aung San Suu Kyi, interprétée par Yeoh elle-même.
À quelques exceptions près (la suite de Tigre et Dragon et IP Man Legacy: Master Z), sa carrière à partir des années 2010 se joue outre-Atlantique. Elle rejoint deux grosses franchises : le Marvel Cinematic Universe où elle tient deux rôles distincts dans Les Gardiens de la Galaxie 2 en 2017 et Shang-Chi et la légende des dix anneaux en 2021 ; et Star Trek avec la série Star Trek: Discovery de 2017 à 2020.
L'actrice sait aussi s'illustrer dans des projets moins démesurés mais tout aussi lucratifs comme la comédie romantique Crazy Rich Asians et le déjanté Everything Everywhere All at Once (2022). Le premier est l'un des succès surprises de l'année 2018, rapportant plus de 238 millions de dollars de recettes dans le monde pour un budget de 30 millions, tandis que le second est le plus gros succès de la société de production A24 et bénéficie d'un bouche-à-oreille extrêmement positif auprès des spectateurs. Deux projets qui ont en commun de reposer sur un casting d'origine asiatique. Dans Everything Everywhere All at Once, la comédienne campe une mère de famille et patronne d'une laverie chargée de sauver le monde en explorant des univers parallèles. Une performance qui permet à Michelle Yeoh d'être la première actrice d’origine asiatique à remporter l'Oscar de la meilleure actrice en 95 ans de cérémonies.
Plus sollicitée que jamais, Michelle Yeoh sera prochainement dans les suites d'Avatar et dans le spin-off de The Witcher intitulé Blood Origin.
