Le réalisateur Georges Lautner l’avait découvert dans les années 1960 en la faisant jouer dans "Des pissenlits par la racine", aux côtés de Michel Serrault et Louis de Funès.
Dans les années 1960-1970, elle est devenue une icône du cinéma français notamment aux côtés de Brigitte Bardot. A partir des années 1990-2000, celle qu’on surnommait "la grande sauterelle" était passée de l’autre côté de la caméra, réalisant principalement des documentaires sociétaux.
En septembre 2016, elle avait été hospitalisée à Paris à la suite de deux hémorragies cérébrales consécutives. En 1980, Mireille Darc qui fut la compagne d’Alain Delon pendant quinze ans, a été opérée à cœur ouvert par le Professeur Christian Cabrol qui lui a implanté une valve cardiaque. En 2013, l’actrice a été de nouveau opérée du cœur.