Мирей Дарк родилась 15 мая 1938 года в городе Тулон, расположенном на юге Франции. Ее отец работал садовником, а мать держала бакалейную лавку. Будущая актриса воспитывалась вместе с двумя старшими братьями. И хотя в семействе Дарк никто не занимался искусством, маленькая Мирей еще в детстве увлеклась танцами и музыкой. Сразу после школы она поступила в Консерваторию.
После выпуска в 1959 году девушка приехала в Париж. Актерскую карьеру она начала по распространенной схеме: работала манекенщицей и снималась на телевидении во второстепенных ролях. Кинематографический дебют Мирей состоялся в 1960 году в картине Жака Пуатрено «Привидение» («La revenante»). Роль была небольшой, но помогла начинающей актрисе набраться опыта. В 1964 году режиссер Ле Шануа предложил Дарк сыграть центральную героиню в картине «Месье», сотрудничая на площадке с легендарным Жаном Габеном. Далее последовала главная роль в драме «Галя» (Galia) Жоржа Лотнера, где актриса предстала раскрепощенной жрицей любви. Эта картина сделала Дарк невероятно популярной во Франции: соотечественники нарекли ее новым секс-символом. Ради съемок в «Гале» Мирей по настоянию режиссера перекрасилась в насыщенный золотистый цвет. «В ту минуту, когда я увидела себя блондинкой, я поняла, что это именно я и есть на самом деле», – вспоминала актриса. За громкую роль она получила приз на фестивале Мар-дель-Плата (1965).
1969 год оказался переломным в судьбе Мирей: она познакомилась с блистательным Аленом Делоном. Их отношения продлились долгие пятнадцать лет и представляли собой не только гражданский брак, основанный на искренних чувствах, но и деловое сотрудничество. Мирей официально стала помощницей Ален Делона во всем, что касалось договоров, магазинов, одежды. В 1970 году она написала сценарий ленты «Мадли», повествующей об идеальной любви в современном мире, и сыграла в паре с гражданским мужем. Кроме того, они вместе снялись в картинах «Фантазия от пентюхов» (Fantasia chez les ploucs) (1971) Жерара Пиреса, «Борсалино и компания» (Borsalino and Co. ) (1974) Жака Дерэ, «Ледяная грудь» (Les seins de glace) (1974) Жоржа Лотнера.
Поистине звездной работой в фильмографии Дарк стала роль Кристин в двух лентах Ива Робера «Высокий блондин в черном ботинке» (1972) и «Возвращение высокого блондина» (1974), где актриса предстала обворожительной красавицей. Ее личную жизнь омрачили два события, произошедшие почти одновременно – операция на сердце, прервавшая завидную кинематографическую карьеру, и разрыв с Аленом Делоном, полюбившим другую женщину. Находясь в депрессивном состоянии, актриса попала в серьезную автокатастрофу. Ее выздоровление после аварии врачи называли настоящим чудом. Однако, поправившись окончательно, Мирей перестала сниматься в кино. В тот период ее новыми увлечениями стали астрология и фотография. Вскоре Дарк вышла замуж за директора радиостанции Пьера Барре, однако тот скончался в 1988 году от тяжелой болезни. Вторым супругом Мирей стал дипломированный архитектор Паскаль.
По сей день Мирей Дарк пользуется любовью и уважением на родине – в 2005 году она стала Рыцарем Почетного легиона Франции. Вместе с Аленом Делоном актриса играла в спектакле «Мосты округа Мэдисон» (2006), поставленной по мотивам романтической драмы Роберта Уоллера. В том же году Мирей получила знак Почетного легиона от президента Жака Ширака. Актриса написала автобиографию, назвав ее «Пока будет биться мое сердце».
