Mia Hansen-Love naît le 5 février 1981 de parents professeurs de philosophie. La jeune fille grandit dans un milieu intellectuel et s’intéresse naturellement au cinéma. Alors qu’elle est lycéenne, elle se voit proposer un rôle dans Fin août, début septembre. Elle se rend ensuite aux cours d’art dramatique du conservatoire du 10e arrondissement de Paris afin de perfectionner son art. Touche-à-tout, elle devient critique pour les célèbres Cahiers du cinéma tout en se lançant dans le tournage de ses premiers courts métrages : Après mûre réflexion et Offre spéciale.
En 2007, Mia Hansen-Love réalise le drame Tout est pardonné qui lui vaut le César du meilleur premier film. La jeune femme pose à nouveau un regard désenchanté sur le monde en 2009 avec Le Père de mes enfants, présenté à Cannes. En 2014, la réalisatrice arty revient avec Eden, qui retrace la naissance de la french touch dans le monde de l’électro et qui met l’accent sur l’aspect sombre du monde de la nuit. Mia Hansen-Love marque ainsi à nouveau la nouvelle génération du cinéma français de son regard mi-réaliste, mi-poétique.
En juillet 2021, elle est en compétition officielle pour la Palme d'or au 74ème Festival de Cannes, avec son nouveau long-métrage Bergman Island.