Urodziła się w małym miasteczku Kalispell, w stanie Montana. Mając 10 lat przeprowadziła się do San Diego, gdzie już w szkole podstawowej brała aktywny udział w różnych przedstawieniach teatralnych. Na ekranie debiutowała w kolejnej wersji przygód "Lassie". Po kilku mniejszych rólkach otrzymała rolę Jennifer 'Jen' Lindley w serialu "Jezioro marzeń". W 1999 roku pojawiła się w komedii Andrew Fleminga pt."Dick". Przełomem w jej karierze aktorskiej okazał się udział w filmie pt. "Tajemnica Brokeback Mountain". Za rolę w tym obrazie otrzymała swoją pierwszą nominacją do Oscara. Na planie tej produkcji poznała również swojego byłego narzeczonego, Heatha Ledgera, z którym ma córkę Matildę. Od tego momentu Michelle stawia na kino niezależne, odnosząc sukces za sukcesem.