Margaret Denise Quigley, née à Honolulu (Hawaii), est la fille d'un père américain et d'une mère vietnamienne. Après avoir obtenu son diplôme à la Mililani High School, elle part à Hong Kong afin de commencer une carrière dans le mannequinat, et c'est à cette époque qu'elle change son nom en Maggie Q, plus facile à prononcer pour les chinois. En 1998, elle commence sa carrière d'actrice en faisant quelques apparitions dans des séries télévisées chinoises.

En 2001, après avoir acquis une renommée dans presque toute l’Asie, Maggie Q passe au cinéma en interprétant l'un des seconds rôles du film Rush Hour 2 aux côtés de Chris Tucker et Jackie Chan. Mais c'est l'année suivante que Maggie Q s'affirme réellement en tant qu'actrice en tenant l'un des premiers rôles du film chinois interdit aux moins de 16 ans Naked weapon. En 2003, elle s'essaye au métier de productrice en finançant Terriens de Shaun Monson, avec Joaquin Phoenix.

Après avoir brièvement retrouvé Jackie Chan dans Le Tour du monde en 80 jours (2004) et tourné dans la comédie dramatique Rice Rhapsody, Maggie Q se tourne vers des rôles plus sombres, avec le film policier Dragon Squad de Daniel Lee. Elle continue dans cette voie en jouant aux côtés de Tom Cruise et Philip Seymour Hoffman dans Mission: Impossible III (2006) avant de participer au blockbuster Die Hard 4 - retour en enfer (2007), dans lequel elle interprète une terroriste qui donne du fil à retordre au fameux John McClane (alias Bruce Willis). Ces derniers rôles lui donnent une certaine notoriété aux Etats-Unis.

Maggie Q continue de participer à des films aux castings prestigieux en jouant en 2008 dans Manipulation aux côté d'Ewan McGregor et Hugh Jackman, puis en 2010 dans le film collectif New York, I Love You, avec entre autres Ethan Hawke, Andy Garcia, Natalie Portman et Hayden Christensen. En 2014 et 2015, elle donne la réplique à Shailene Woodley et Kate Winslet en incarnant Tori, une Audacieuse chargée des tests d’aptitude, dans les deux premiers volets de la saga Divergente, adaptée des romans à succès de Veronica Roth.

En parallèle, la comédienne connaît également une belle carrière à la télévision depuis 2010. Elle tient tout d’abord durant quatre saisons le rôle-titre de Nikita, aux côtés notamment de Shane West et Lyndsy Fonseca. Puis, quelques mois après l’arrêt de la série en 2013, Kevin Williamson, le scénariste de Scream et créateur de Dawson et Following, lui offre le premier rôle féminin de sa nouvelle série, Stalker. Face à Dylan McDermott, Maggie Q incarne le lieutenant Beth David, à la tête d’un département de la police de Los Angeles chargé d’enquêter sur des affaires de harcèlement.