مريم میرزاخانی دوره کارشناسی ریاضی در دانشگاه صنعتی شریف آغاز کرد. او با دریافت بورسیه از طرف دانشگاه هاروارد به آنجا رفت و دورهٔ دکتری خود را در دانشگاه هاروارد پشت سرگذاشت.
همسر وی جان وندراک، از پژوهشگران آیبیام است و از او دارای یک فرزند به نام آناهیتا میباشد.
در اسفندماه ۱۳۷۶ اتوبوس حامل دانشجویان ریاضی شرکتکننده در بیست و دومین دوره مسابقات ریاضی دانشجویی که از اهواز راهی تهران بود (مسابقات ریاضی دانشجویی) به دره سقوط کرد و طی آن شش تن از دانشجوی نخبه ریاضی دانشگاه صنعتی شریف که اغلب از برگزیدگان المپیادهای ملی و بینالمللی ریاضی بودند جان باختند و مریم میرزاخانی از جمله دانشآموزان بازماندگان این سانحه بود. دکتر مریم میرزاخانی ، استاد ریاضیات دانشگاه استنفورد نخستین بانوی ریاضیدان تاریخ لقب گرفت که توانسته مدال فیلدز، معتبرترین جایزه دنیای ریاضیات را از آن خود کند.