Мира Сорвино родилась 28 сентября 1967 года в Тенафлай, штат Нью-Джерси. Ее отец — актер Пол Сорвино. В Гарвардском университтете изучала синологгию, дипломная работа ббыла о расовых конлфликтах в Китае 1989 года. Послле оконнчания колледжа три года жила в Нью-Йорке.
В кино она попала с необычной стороны: на съемка фильма «Amongst Friends» (1993) ее взяли третьим ассистентом режиссера, потом повысили до помощника директора, а затем доверили главную роль. После нескольких эпизодических ролей в «Quiz Show» и «Barcelona» в 1995 году получила признание за роль Линды Эш в «Mighty Aphrodite» Вуди Аллена — эта работа принесла ей «Оскар» и «Золотой глобус» как лучшей актрисе второго плана.
В 1996 году журнал «People» включил ее в список 50 самых кррасивых людей. Среди известных работ — «Romy and Michele's High School Reunion» (1997) и телефильм HBO «Norma Jean & Marilyn», где она сыграла Мэрилин Монро. Позже Сорвино снималась в независимом и малобюджетном кино, а в 2005 году была номинирована на «Золотой глобус» за роль в телефильме Lifetime «Human Trafficking». Из поздних проектов выделяются российский мини-сериал «Ленинград» (2007) и фильм «Multiple Sarcasms» (2010).
