Michelle Yeoh memiliki orangtua bernama Janet Yeoh dan Kian Teik. Orangtuanya bukan artis melainkan pengacara dan politisi keturunan Tionghoa. Sempat pindah ke Inggris dan mendalami dunia balet, tapi akting mengubah hidup Michelle Yeoh. Ia sempat berkarier di Hong Kong sebagai pemain film.
Michelle Yeoh pernah menikah dengan pengusaha bernama Dickson Poon pada tahun 1988. Sayangnya pernikahan mereka hanya bertahan selama 4 tahun, pada 1992 keduanya bercerai. Michelle Yeoh sempat menjalin hubungan dengan pria asal Amerika Serikat, Alan Heldman. Namun putus dan kembali berpacaran sampai bertunangan dengan Jean Todt sampai sekarang.