В возрасте 5 лет Миша вместе со своей семьей переезжает в Нью-Йорк, где ее талант вскоре замечают агенты, занимающиеся поиском актеров. Свою первую роль Миша Бартон сыграла в дуэте с оскароносной Марисой Томей (англ. Marisa Tomei) в спектакле «Славяне!» (англ. «Slavs!»). Автор – известный американский писатель и сценарист Тони Кушнер (англ. Tony Kushner). Далее последовали роли в таких постановках как «Where the Truth Lies», «Twelve Dreams», и «One Flea Spare».
Дебютом в кино Миши Бартон стала роль Девон Стоккард в фильме «Луговые собачки» (англ. «Lawn Dogs»), который завоевал бесчисленные награды кинофестивалей по всему миру. Позднее актриса была задействована в таких фильмах, как «Шестое чувство» (англ. «The Sixth Sense»),Ноттинг Хилл (англ. «Notting Hill»), «Одноклассницы» (англ. «St Trinians»), «Замыкая круг» (англ. «Closing the Ring») и «Вокзал Нью-Йорка» (англ. «New York Crossing»).
На телевидении Бартон впервые появилась в 1996 году, сыграв в мыльной опере «Все мои дети» (англ. «All My Children») и ремейке знаменитого фильма «Бонни и Клайд» (англ. «Bonnie and Clyde»). Другие телевизионные работы Миши Бартон – участие в телесериале «Криминальные гонки» (англ. «Fastlane»),в клипах Джеймса Бланта (англ. James Blunt) на песню «Goodbye My Lover» и Энрике Иглесиаса (исп. Enrique Iglesias) на песню «Addicted».
С 2000 по 2003 годы актриса приняла участие в съемках фильмов «Детям до шестнадцати» (англ. «Skipped Parts»), «Паранойя» (англ. «Paranoid»), «Вас не догонят» (англ. «Lost and Delirious»), «Колледж» (англ. «Tart») и «Октан» (англ. Octane).
Всемирная известность Мише Бартон пришла после выхода на экраны телесериала «Одинокие сердца» (англ. «The O.C»), который c размахом шел до 2007 года.
В настоящее время Миша Бартон принимает участие в нескольких кинопроектах.
