Macha Méril, de son vrai nom Maria-Magdalena Wladimirovna Gagarina, naît le 3 septembre 1940 à Rabat (Maroc). Ses parents, Mary Belsky et Wladimir Gagarine, sont tous deux des aristocrates russes exilés sur la Côte d’Azur, après la révolution bolchevique de 1917.
La petite fille passe les premières années de sa vie au Maroc avec son demi-frère Georges (tué dans un combat en 1945) et ses deux sœurs, Hélène et Élisabeth. À la suite du décès de son père, victime du typhus, elle déménage en France avec sa mère et ses deux sœurs. C’est à Bagneux, en région parisienne, qu’elles s’installent.
Scolarisée au lycée Marie-Curie de Sceaux, la jeune femme suit ensuite des études de Lettres à la Sorbonne. Mais passionnée par la comédie, elle finit par abandonner cette voie pour se lancer dans un cursus au TNP (Théâtre National Populaire), où elle se perfectionne en suivant les cours dispensés par Charles Dullin.
C’est en 1959 qu’elle fait ses débuts au cinéma, sous la direction de Gérard Oury dans La Main Chaude, aux côtés de Jacques Charrier et Paulette Dubost. Ce premier rôle donne à la jeune actrice des envies d’ailleurs.
Elle s’envole pour New York où elle s’inscrit à l’Actor’s Studio, tout en travaillant comme mannequin, notamment pour le magazine Harper’s Bazaar. Après quelques années outre-Atlantique, la comédienne revient en France et trouve l’un de ses rôles les plus importants dans Une Femme mariée de Jean-Luc Godard (1964).
Désormais reconnue en tant qu’actrice, Macha Méril tourne, au cours des décennies suivante, devant la caméra de cinéastes prestigieux, de Luis Buñuel (Belle de jour – 1967) à Andreï Kontchalovsky (Duo pour une soliste – 1986) en passant par Maurice Pialat (Nous ne vieillirons pas ensemble – 1972), Rainer Werner Fassbinder (Roulette chinoise – 1976), Bertrand Blier (Beau-père – 1981) ou encore Agnès Varda (Sans toit ni loi – 1985).
À partir de la fin des années 1980, la comédienne se fait plus rare au cinéma, privilégiant surtout le théâtre et les rôles à la télévision. Elle devient ainsi une figure phare du petit écran grâce à des rôles dans des séries telles que Marie-Galante (1992), Tramontane (1999) ou Méditerranée (2001).
Au cinéma, Macha Méril privilégie surtout les rôles dans des comédies, à l’image de ses apparitions remarquées dans Trésor de Claude Berri et François Dupeyron (2009), Un Bonheur n’arrive jamais seul de James Huth (2012) Un profil pour deux de Stéphane Robelin (2017) ou le récent Les Boules de Noël d’Alexandra Leclère (2024) dans lequel elle donne la réplique à Valérie Bonneton et Kad Merad.