Pochází z dobře situované římské rodiny. Jako osmiletá recitovala vlastní žertovné básničky, v deseti nacvičila doma se svými staršími bratry zpěvohru.

První vystoupení na veřejnosti absolvovala v patnácti letech s amatérským divadelním souborem v komedii Daria Niccodemiho Nepřítelkyně. Navzdory rodičům, kteří z ní chtěli mít sekretářku, se přihlásila na římskou Akademii dramatického umění, kam však byla přijata až na druhý pokus.

Po jejím ukončení roku 1953 působila deset let na nejrůznějších divadelních scénách v Římě (Teatro delle Arti, Teatro Arlecchino, Teatro Eliseo, Teatro della Cometa), v Miláně (Teatro Manzoni, Teatro del Convegno), v Turíně (Teatro Carignano) a v Taormině (Teatro Greco), kde se představila v Machiavelliho Mandragoře, Molièrově Lakomci, Brechtově Matce Kuráži, Osbornově dramatu Ohlédni se v hněvu, Mussetově Marianniných rozmarech a v Millerově dramatu Po pádu.

Roku 1957 poprvé spolupracovala s režisérem Michelangelem Antonionim, v jehož divadelní komedii Tajné skandály, kterou také režíroval, hrála po boku Virny Lisiové hlavní roli Diany. Ačkoliv už měla za sebou určité zkušenosti s filmem, byl to právě Antonioni, kdo z ní učinil mezinárodně proslulou a uznávanou herečku. V jeho čtyřdílném film. projektu (tzv. tetralogii citů), zamýšlejícím se nad rozpory naší doby mezi vyspělou technikou a zaostávající morálkou, vytvořila subtilní portréty frustrovaných moderních žen, které trpí vnitřní samotou, citovou vyprahlostí a pocity odcizení, jsou uzavřeny ve svém stereotypním světě, z něhož se snaží marně uniknout: Claudia jako partnerka architekta (Gabriele Ferzetti) v Dobrodružství, Valentina vedle spisovatele (Marcello Mastroianni) v Noci, Vittoria společně se zaměstnancem burzy (Alain Delon) v Zatmění a Giuliana po boku inženýra (Richard Harris) v Červené pustině.

Ačkoliv jsou si podobné jako sestry jak svou povahou, tak vnitřní psychologickou motivací, přesto se výrazně odlišují a mají vlastní, lidsky vyhraněnou autonomii. Stejně jako v případě Giulietty Masinové ve Felliniho filmech, dosáhla M. V. v Antonioniho tetralogii vrcholného interpretačního vzepětí, i když v její herecké dráze představovalo jen časově krátký úsek.

Její chladně nepřístupná krása - rovné, poněkud tvrdé rysy ve tváři, v níž chybí změkčující křivky, a pohled osudové tragédky s profilem antické sochy - vyvolávala už na první pohled pocit dráždivého tajemství.

Po rozchodu s Antonionim v pol. 60. let rychle změnila žánrovou oblast; od dramatických rolí vnitřně rozpolcených a senzitivních žen přešla ke komediálně laděným postavám temperamentních, činorodých a vitálních mladých žen. Určitým mezníkem v tomto směru byla titulní role krásné agentky britské tajné služby, která se utká v boji o ukradené diamanty se svým dávným protivníkem (Dirk Bogarde), v parodii na špionážní filmy podle comicsového seriálu Modesty Blaise (r. J. Losey).

Velkou popularitu a ceny na MFF v San Sebastianu 1968 a na MFF v Taormině 1969 jí přinesla úloha sicilské dívky Assunty Patanéové, o jejímž pronásledování nevěrného milence (Carlo Giuffre) až do Anglie, kde se z ní stane protřelá a emancipovaná moderní dáma, vypráví satirická komedie Dívka s pistolí (r. M. Monicelli).

Některé její hrdinky nepostrádají ani tragikomický rozměr: chudá květinářka v tragikomedii Drama žárlivosti (r. E. Scola); anarchistická zpěvačka a tanečnice Maria Sartiová v politické komedii Šantánová Nini (r. M. Fondato); žena, která se provdá za muže odsouzeného na doživotí (Ugo Tognazzi), v hořké komedii Korunní svědkyně (r. F. Giraldi).

Neopomíjela však ani ryze dramatické polohy: hrdá zpěvačka Tosca, která dospěje k poznání opravdové lásky teprve za cenu osobní tragédie, v dramatu na motivy hry Victoriena Sardoua Krásná Tosca (r. L. Magni); francouzská bioložka Angela Ravelliová, obviněná z údajné špionáže, v dramatu podle skutečné události Ve státním zájmu (r. A. Cayatte).

V 80. letech se M. V. začala uplatňovat také jako scenáristka a posléze projevila dokonce režijní ambice. Se svým životním partnerem, režisérem a fotografem Robertem Russem, napsala námět a scénář k jeho komedii Flirt, v níž vytvořila roli Laury, jejíž podezření na manželovu nevěru se ukáže jako liché, neboť on (Jean-Luc Bideau) si milenku pouze vymyslel ve svých chorobných představách. Za tuto roli byla oceněna Stříbrným medvědem na MFF v Západním Berlíně 1984.

Po více než dvacetileté přestávce se roku 1986 vrátila na jeviště (Teatro Storchi v Modeně) v komedii Neila Simona Podivný pár.

Byla oficiálním hostem MFF v Karlových Varech 1984, kde byly uvedeny její komedie Flirt a Vím, že víš, že vím. Celkem šestkrát se stala za své herecké výkony laureátkou Donatellova Davida (Čtyři pravdy, Dívka s pistolí, Šantánová Nini, Hvězdný prach, Kachna na pomerančích, Moje lásky) a v roce 1989 jí byl udělen Čestný Donatellův David za přínos italské kinematografii.

Za celoživotní dílo získala Zvláštního Zlatého lva na MFF v Benátkách 1995.