Мишель Йео родилась 6 августа 1962 года (год чёрного/водяного тигра по китайскому календарю) в г. Ипо, штат Перак, Малайзия, в этнической китайской семье (отец — адвокат, мать — домохозяйка). В детстве она была очень спортивной и страстно увлекалась танцами. В возрасте четырех лет она начала заниматься балетом. В 15 лет в сопровождении родителей она приезжает в Лондон, где её зачисляют в специальную школу-интернат. Позднее Йео поступает в Лондонскую Королевскую Академию танца, где начинает заниматься балетом. Однако травма позвоночника положила конец ее мечте стать прима-балериной, из-за чего ей пришлось переключить свой интерес с классического балета на постановку танца и другие виды искусств. По окончании Академии Йео получает степень бакалавра искусств со специализацией в области хореографии и драматургии.
В 1983 году Мишель 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, называвшейся D&B Films. Также она представляла Малайзию на конкурсе красоты Мисс мира 1983 года в Лондоне.
Йео начала свою карьеру в кино, снимаясь в боевиках и фильмах восточных боевых искусств, таких как «Героическое трио» (1993) и фильмы Йена Ву-Пина «Мастер Тай Цзи» и «Вин Чунь» (1994). Интересно, что 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..
Как и многие другие гонконгские звезды Йео пыталась пробиться в Голливуд. Она сыграла главную роль — роль Вэй Линь — в фильме про Джеймса Бонда «Завтра не умрёт никогда» (1997), а также роль в получившем известность фильме Энга Ли «Крадущийся тигр, затаившийся дракон» (2000). 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 она осуществила постановку своего первого фильма на английском языке — «Прикосновение» силами своей собственной кинокомпании «Mythical Films».
В 2005 году Йео сыграла роль грациозной гейши Мамеа в фильме-экранизации «Мемуары Гейши» и продолжила работу в англоязычном фильме «Пекло» (2007).
В 2008 году сыграла гадалку Цзы Юань в фильме Мумия: Гробница императора драконов
В 1988—1992 гг. Мишель Йео была замужем за состоятельным гонконгским бизнесменом Диксоном Пуном. Несмотря на то, что пара развелась, она находится в хороших отношениях со своим бывшим мужем и его второй женой, являясь крёстной матерью их дочери.
Сейчас она встречается с президентом ФИА Жаном Тодтом. Однако слухи об их предстоящем браке, распространявшиеся в азиатской прессе, Йео опровергла.