Mỹ Châu, tên thật Nguyễn Thị Mỹ Châu, sinh ngày 21 tháng 8 năm 1950 tại Thủ Thừa, Long An, là con út trong gia đình 4 người con. Từ nhỏ, cô đã thể hiện năng khiếu âm nhạc và ước mơ trở thành bác sĩ. Cha cô mất sớm, cô cùng các anh chị được mẹ nuôi lớn. Dù niềm đam mê của Mỹ Châu là ca tân nhạc, cô cũng học cổ nhạc từ một người bạn anh để chiều lòng mẹ, người rất yêu thích cải lương.
Khi 7 tuổi, Mỹ Châu được ông bầu Ba Cang, chủ đoàn cải lương Tiếng Chuông, phát hiện tiềm năng khi cô hát cải lương tại trường. Năm 1961, mới 11 tuổi, Mỹ Châu bắt đầu bước vào nghề cải lương nhờ lời mời của ông bầu Cang và sự đồng ý của mẹ.
Bắt đầu sự nghiệp từ ban Tiếng Chuông, vai diễn đầu tiên của Mỹ Châu là vai đào con Sao Ly trong vở Giai nhân bên suối mộng. Không lâu sau, cô nhận lời mời từ ban Kim Chưởng, nhưng với sự đồng ý của mẹ, cô cuối cùng gia nhập ban Lan và Được, thành lập cuối năm 1961. Suốt gần một năm, cô chỉ được phân công ngâm thơ hậu trường trong các vở “Nước chảy qua cầu” và “Khi hoa anh đào nở”.
Cuối năm 1962, khi vở “Khi rừng mới sang thu” (soạn giả Quy Sắc) được dựng, cô mới được giao vai Ấu Quân. Nhờ sự giới thiệu của danh cầm Hai Long, cô gia nhập ban Thành Công và ca bài vọng cổ Bá Nha – Tử Kỳ trên Đài phát thanh Sài Gòn. Nhờ thành công của tiếng hát trên đài, cô tiếp tục được mời tham gia các đoàn Kim Chung và Thủ Đô. Cuối cùng, cô tham gia đoàn Thủ Đô 2 với vai trò đào chánh. Vì thể hình còn nhỏ, đoàn hát đã thiết kế trang phục đặc biệt nhiều lớp dành riêng cho cô để tạo dáng phù hợp với các vai diễn.
Báo chí miền Nam thời đó đã đặt cho Mỹ Châu biệt danh “Lolita Mỹ Châu”, so sánh cô với nhân vật Lolita nổi tiếng trong tiểu thuyết và phim ảnh.
Cũng trong giai đoạn này, công nghiệp thu âm băng dĩa phát triển song song với sự ra đời của thể loại tân – cổ giao duyên. Sự kết hợp của thể tài mới lạ và giọng ca trầm ấm, chuẩn mực về kỹ thuật, xúc cảm, khả năng hài hòa cả tân nhạc lẫn cổ nhạc đã nhanh chóng mang lại thành công cho Mỹ Châu.
Năm 1965, cô trở nên nổi tiếng với vai Thùy Dương trong vở Hai lần thu hẹn trên sân khấu Thủ Đô. Cũng trong năm này, cô gia nhập đoàn Kim Chung. Dưới sự dìu dắt của nghệ sĩ Minh Cảnh, Mỹ Châu đã thành công khi đảm nhận vai Mai Thảo trong vở Trinh nữ lầu xanh, nhận được nhiều sự yêu mến từ khán giả.
Năm 1967, Mỹ Châu được vinh danh bằng Huy chương Vàng Thanh Tâm cho những thành tựu trong nghệ thuật cải lương, cùng với Phương Bình, Bảo Quốc, Ngọc Bích. Cũng trong năm này, cô được mời thu lại vở “Khi rừng mới sang thu” trong vai nữ chúa Tọa Mã Sơn.
Trước năm 1975, các vở tuồng được thu vào băng đĩa như Sở Vân cứu giá, Kiếp nào có yêu nhau, Kiếp sĩ dơi, Gió giao mùa, Bình rượu nhiệm mầu, Tiêu Anh Phụng, Khi rừng mới sang thu, Lan huệ sầu ai… đều có sự tham gia của Mỹ Châu, và cô đã trở thành một trong những nghệ sĩ được thu thanh nhiều nhất. Các nghệ sĩ nổi tiếng mà Mỹ Châu từng có cơ hội cùng diễn xuất bao gồm Minh Cảnh, Thành Được, Minh Phụng, Minh Vương, Thanh Tuấn, Lệ Thủy, Phượng Liên, Thanh Kim Huệ…
Sau năm 1975, Mỹ Châu tiếp tục gặt hái thành công với nhiều vở diễn như Khách sạn hào hoa, Tâm sự Ngọc Hân, Hoa Mộc Lan, Muôn dặm vì chồng, Nàng Hai Bến Nghé, Thái Hậu Dương Vân Nga, Bên Cầu Dệt Lụa, Tiếng Trống Mê Linh…
Trong thập niên 1990, Mỹ Châu trở lại với các vở diễn mà cô đã tham gia trước 1975, ghi hình trên băng như Chiều lạnh tuyết băng sơn, Giai nhân và loạn tướng, Bài thơ trên cánh diều, Trăng nước Lạc Dương thành, Nắng thu về ngõ trúc… Cùng năm này, cô kết hôn với nghệ sĩ Đức Minh khi đến tuổi 40. Cũng trong năm này, mẹ cô mất vì bệnh tim.
Năm 1993, Mỹ Châu được Nhà nước Việt Nam phong tặng danh hiệu Nghệ sĩ ưu tú, và vào năm 1999, cô được trao Huy chương sự nghiệp sân khấu Việt Nam để tôn vinh những đóng góp và sự tận tâm trong nghề nghiệp của một minh tinh trầm lặng.
Sau năm 2002, Mỹ Châu cùng gia đình (chồng cô là nghệ sĩ Đức Minh đã sang Mỹ từ trước) định cư tại Hoa Kỳ, sinh sống ở tiểu bang Georgia và từ chối mọi lời mời tham gia diễn.
