Мэделин Мора Стоу родилась в городе Игл-Рок (пригород Лос-Анджелеса), она была старшей из трёх сестёр в семье эмигрантки из Коста-Рики Миреи Моры и Роберта Стоу, инженера из Орегона. В возрасте десяти лет Стоу начала брать уроки игры на фортепиано у известного русского пианиста Сергея Тарновского. Она поступила в Южно-Калифорнийский университет, где изучила кино и журналистику, но бросила занятия ради спектаклей в Солярисе, театре в Беверли Хиллз. Там-то на неё и обратил внимание агент Ричарда Дрейфусса и вскоре у неё был уже целый ряд предложений в кино.
На протяжении восьмидесятых Стоу играла в основном роли второго плана в кино и на телевидении. Её прорывом стала роль в фильме 1987 года «Слежка». Её последующими крупными проектами стали роли в фильмах «Месть» (1990), «Страна в шкафу» (1991), «Незаконное проникновение» (1992), «Последний из могикан» (1992), «Короткие истории» (1993), «Мгновение ока» (1994), «Плохие девчонки» (1994) и «12 обезьян» (1995). В 1995 году она была включена в список «100 самых сексуальных звезд в истории кино» по версии «Empire magazine».
Она сделала перерыв в карьере на три года, чтобы посвятить себя семье, а в 1998 году вернулась на экраны с фильмом «Превратности любви». Год спустя она снялась в фильме «Генеральская дочь» с Джоном Траволтой. Она вновь на несколько лет покинула экраны и вернулась в 2002 году с ролями в Голливудских фильмах «Пришелец», «Ангел мести» и «Мы были солдатами». В 2003 году она снялась в фильме «Октан».
В 2007 году у неё была повторяющаяся роль в недолго живущем телесериале канала NBC «Рейнс» а в 2009 она сыграла главную роль в фильме канала Lifetime «Рождественская надежда».
В 2011 году она снимается в одной из главных ролей в телесериале «Месть», который стал её первой постоянной ролью на телевидении.
С 1982 года Стоу замужем за телевизионным актером Брайаном Бенбеном, у них двое детей. Когда Стоу сделала перерыв в карьере, она поселилась на Ранчо в Техасе.