Mireille Darc estreou-se na televisão, mas foi pelos papéis que interpretou no grande ecrã que conseguiu agarrar um lugar na indústria cinematográfica. Em 1960, e com o apoio de Georges Lautner (uma das maiores referências da comédia francesa), começou a ganhar destaque e relevância, chegando a participar em mais de cinquenta longas-metragens, treze das quais dirigidos pelo realizador Georges Lautner.
A atriz trouxe sex appeal e atitude ao cinema em películas como Les Barbouzes, de 1964, e Galia, de 1966, que a empurraram para o estrelato. Nos anos 70 rodou vários filmes com Lautner, como Il était une fois un flic, de 1971, Le Grand Blond avec une chaussure noire, de 1972, ou Le Retour du Grand Blond, de 1974, e tornou-se num ícone feminino em França, na mulher que as mulheres queriam ser.
Acabou por se afastar do cinema para voltar às séries de televisão nos anos 90. Foi distinguida com a Legião de Honra, em 2006, e, nos últimos anos, dedicou o seu tempo a ações de solidariedade, envolvendo-se nos projetos da associação francesa La Chaîne de l’Espoir. Além da interpretação, também foi realizadora e dirigiu vários documentários, incluindo um sobre a realidade dos sem-abrigo, em 2015.
Viveu um romance de quinze anos com Alan Delon, um dos homens mais sedutores do cinema francês, mas desde 2002 que era casada com o arquiteto Pascal Desprez.
Afamília de Mireille Darc confirmou a sua morte esta manhã à emissora francesa RTL. A atriz sofreu vários acidentes vasculares cerebrais, o último dos quais em setembro de 2016.