Мишель Йео родилась 6 августа1962 года в г. Ипох, штат Перак, Малайзия, в этнической китайской семье (отец — адвокат, мать — домохозяйка). В детстве она была очень спортивной и страстно увлекалась танцами. В возрасте четырёх лет она начала заниматься балетом. В 15 лет в сопровождении родителей она приезжает в Лондон, где её зачисляют в специальную школу-интернат. Позднее Йео поступила в Лондонскую Королевскую Академию танца, где начала заниматься балетом. После травмы позвоночника переключилась на постановку танца и другие виды искусств. По окончании Академии Йео получила степень бакалавра искусств со специализацией в области хореографии и драматургии.
В 1983 году Йео стала победительницей конкурса красоты «Мисс Малайзия», благодаря чему появилась в телевизионном рекламном ролике вместе с Джеки Чаном, что привлекло к ней внимание начинающей компании по производству фильмов D&B Films. Также она представляла Малайзию на конкурсе красоты Мисс мира 1983 года в Лондоне.
Её карьера в Гонконге началась с нескольких рекламных роликов для Чарльза Джордана (вместе с героями фильмов жанра «экшн» Джеки Чаном и Чоу Юньфатом), прежде чем ей предложили контракт на съёмки в фильме «Сова и Бамбо» (1984). Продвижением торговой марки Charles Jourdan в Гонконге занималась группа D&B, которой руководил будущий муж Йео Диксон Пун. В 1988, после своей свадьбы с Пуном, актриса оставила профессию. Однако через три года пара развелась и в 1992 году Йео снова вернулась к съёмкам. Её первым фильмом после возвращения была «Полицейская история 3» (1992), съёмки которого частично проводились в Куала-Лумпуре, Малайзия.
Йео начала свою карьеру в кино, снимаясь в боевиках и фильмах о восточных боевых искусствах, таких как «Героическое трио» (1993) и фильмы Юнь Вопхина «Мастер Тайцзи» и «Вин-Чун» (1994). Йео никогда специально не занималась боевыми искусствами. Выполняя различные трюки в фильмах (многие из которых были разработаны ею самой), она полагается на свою танцевальную подготовку и инструкторов на съёмочной площадке.
Сыграла главную роль — роль Вэй Линь — в фильме про Джеймса Бонда «Завтра не умрёт никогда» (1997)[3][4], а также роль в фильме Энга Ли «Крадущийся тигр, затаившийся дракон» (2000), за которую получила номинацию на премию BAFTA[5]. После этого ей предложили роль Серафима во второй и третьей частях «Матрицы», но она отказалась из-за нестыковок в расписании. Впоследствии сценаристы «Матрицы» заменили образ Серафима мужским персонажем, и эту роль получил Коллин Чоу.
В 2002 году осуществила постановку своего первого фильма на английском языке — «Прикосновение» силами своей кинокомпании «Mythical Films».
В 2005 году Йео сыграла роль гейши Мамэха в фильме-экранизации «Мемуары Гейши» и продолжила работу в англоязычном фильме «Пекло» (2007).
Йео на церемонии закрытия 44-го Международного кинофестиваля Индии (IFFI-2013) в Панаджи
В 2018 году состоялась мировая премьера мелодрамы «Безумно богатые азиаты», в котором Йео сыграла мать главного героя в исполнении Генри Голдинга. Картина была номинирована на «Золотой глобус» в двух категориях, в том числе как «Лучший фильм». В 2019 году актриса сыграла одну из основных ролей в мелодраме «Рождество на двоих».
В марте 2022 на фестивале South by Southwest впервые показали фантастическую эшкн-комедию «Всё везде и сразу» с Йео в главной роли[7]. Картина повествует о женщине, которая обнаруживает, что существует множество других версий нашей реальности. В российский прокат фильм вышел в начале апреля[8]. За роль в этом фильме на 95-й церемонии вручения премии «Оскар» (2023) Йео победила в категории лучшая женская роль, став первой актрисой азиатского происхождения, получившей данную награду в указанной категории[9].
В конце июля 2022 года в прокат вышла анимационная экшн-комедия «Пёс-самурай и город кошек», в которой Мишель Йео озвучила Юки, оптимистичную персидскую кошку.
В 1988—1992 годы Мишель Йео была замужем за гонконгским бизнесменом Диксоном Пуном[10]. Несмотря на то, что пара развелась, Йео находится в хороших отношениях со своим бывшим мужем и его второй женой, являясь крёстной матерью их дочери.
1993 — Выпустила сольный диск «Любовь как комета» («Love Quite Like a Comet») для своего фильма «Бабочка и меч» (1993).
1997 — включена в список «50 самых красивых людей мира» по версии журнала «People».
1999 — Член жюри Берлинского кинофестиваля.
2002 — Член жюри Каннского кинофестиваля.
Говорит на 3-х языках: английском, малайском и кантонском. Однако она не владеет путунхуа, поэтому для произношения слов на путунхуа использует пиньинь (система фонетической транскрипции). Во время работы над фильмом «Крадущийся тигр, затаившийся дракон» она пользовалась этой системой для заучивания своей роли на путунхуа, прибегая также к помощи говорящих на этом языке членов съемочной группы.
1998 — премия средств массовой информации Азии на международном кинофестивале Азии и Америки (Asian American International Film Festival).
2001 — премия съезда ShoWest (США) в категории «Лучшая международная звезда года».
2001 — 19 апреля Йео получила титул Дато (the Darjah Datuk Paduka Mahkota Perak (DPMP) от Азлан-Шаха, султана Перака — провинции, где она родилась — в знак признания той славы, которую она принесла государству[11]. Награда была присуждена в связи с празднованием 73-летия султана. Дато — почётный малайзийский титул, что-то вроде английского рыцарского звания, уступает лишь титулам Дато-Сери, Тэн Сри и Тан.
2002 — 25 ноября Мишель Йео получила почётное звание «За выдающийся вклад молодёжи мира» в области культурных достижений от Международной молодёжной Палаты (Junior Chamber International).
2007 — 23 апреля президент Жак Ширак сделал её кавалером Ордена Почётного Легиона за укрепление связей и взаимной дружбы между Францией и Малайзией. Орден был вручён ей на церемонии в Куала-Лумпуре 3 октября 2007 года[12].
2012 — 14 марта президент Николя Саркози вручил ей офицерский Орден Почётного Легиона[13].
2022 — названа иконой года по версии американского журнала Time[14].