Родилась 16 декабря 1967 года в австралийском городе Брисбене. Отец, Барри Отто, и мать, Линдсей Отто, – актеры. У Миранды есть сводная сестра Грейси Отто, также актриса. В детстве Миранда занималась балетом, но из за сколиоза не смогла построить карьеру в этой сфере. Когда ей было шесть лет, родители развелись, но отец поддерживал отношения с дочерью и именно он привил ей любовь к актерскому искусству. Высшее образование получила в Национальном институте драматического искусства в Сиднее.
Свой актерский путь Миранда начала в театре Nimrod, именно там ее заметил кастинг-директор, который предложил ей первую роль в кино. Это была картина «Война Эммы» режиссера Клайти Джессоп. Миранде досталась роль девушки-подростка, которая во время Второй мировой войны отправляется в Австралию. Фильм не имел большого успеха и остался незамеченным критикой. Работой, которая привлекала всеобщее внимание к актрисе, стала роль в фильме «Девушка, которая опоздала» Кэти Мюллер, вышедший на экраны в 1992 году. В 1998 году она впервые снялась со своим отцом, в романтической комедии «Отдел невостребованных писем» Джона Руэйна.
Одной из первых работ в Голливуде для Миранды оказалась роль в фильме «Что скрывает ложь» Роберта Земекиса в 2000 году. Наиболее удачной и заметной ролью Отто считается роль Эовин в трилогии Питера Джексона «Властелин колец». Сама актриса была очень впечатлена и подготовкой к съемкам и своей героиней, в одном из своих интервью, она делится впечатлениями: «Мне очень запомнился первый день, когда я приехала на съемки в Эдорас. У нас было полтора часа, чтобы добраться до площадки, и мы доехали до холма, откуда открывался вид на Медусельт, который был построен в пустоши, окруженный белыми горами, точно так же, как это и было описано в книге. Чувствовать, как актер, где ты работаешь, в каком проекте ты принимаешь участие – это было потрясающе. Это как будто в детстве, когда ты мечтаешь стать принцессой и иметь замок, и одним утром ты просыпаешься – и вот он, перед тобой».
Также Миранда сыграла одну из главных ролей в фантастическом блокбастере Стивена Спилберга «Война миров», вместе с Томом Крузом. В это время актриса была беременна, но съемки были организованны так, чтобы ей было удобно. Одной из последних работ актрисы является роль в фильме Стюарта Битти «Я, Франкенштейн». Отто предстала в образе королевы горгулий, стремящейся оказать помощь Франкенштейну. Всего актриса сыграла более чем в пятидесяти фильмах.
Про личную жизнь Отто известно, что у нее были отношения актером Ричардом Роксбергом. Они познакомились на съемочной площадке фильма «Хороший день для Пэтси Клейн» Криса Кеннеди. Об их романе много писали в прессе, однако в 2000 году они расстались. В 2003 году Миранда вышла замуж за актера Питера О’Брайена. У них есть дочь Дарси, она родилась 1 апреля 2005 года. Актриса живет с семьей в Австралии.
