Michelle Monaghan se narodila v malém státě ve středu USA Iowa a samozřejmě už od mládí tíhla k tomu se přestěhovat. Ačkoli její prvotní touhou byla novinařina (chtěla dělat investigativní reportérku) a dokonce obor studovala na vysoké škole, jako mnoho půvabných dívek sběhla k modelingu. Tomu se velice úspěšně věnovala až do roku 2000. Tehdy ji zlákal film.

Objevovala se nejdříve v televizi v řadě seriálů (např. Právo a pořádek) a celovečerním debutem se stal snímek "Perfume" Michaela Rymera. Její dosud největší a zřejmě i průlomovou rolí je samozřejmě postava Julie v Mission: Impossible III. Roli vyfoukla Scarlett Johansson, která se o ni dost dlouho ucházela.

Michelle Monaghan je vdaná a jejím mužem je australský grafik.