Maggie Gyllenhaal s-a nascut la 16 noiembrie 1977 in New York. Meggie este primul copil al cuplului Stephen Gyllenhaal (regizor) si Naomi Foner Gyllenhaal (scenarista), acestia din urma mai avand un fiu, Jake, actor. Actrita a invatat in Los Angeles la Scoala pregatitoare Havard-Westlake pana in anul 1995 de unde s-a transferat la Universitatea din Columbia pentru a studia literatura si religiile orientale. In 1999 i-a fost acordata distinctia "Bachelor of Arts". Dupa ce a studiat la Royal Academy of Dramatic Art din Londra, ea a lucrat pe perioada verii ca si chelnerita intr-un restaurant.
Primul rol l-a avut la varsta de 15 ani in filmul "Waterland" (1992), au mai urmat "A Dangerous Woman" (1993), si "Homegrown" (1998)- filme regizate de tatal actritei. Dupa ce a fost distinsa la colegiu, Maggie a primit numeroase roluri in pelicule ca: "Cecil B. Demented" (2000) , "Riding In Cars with Boys" (2001), "Donnie Darko" (2001).
S-a remarcat si pe scena Teatrului din Betkeley, unde a jucat in piese ca "The Tempest", "Antony and Cleopatra", "the Butterly Project" si "No Exit".
Perioada 2002-2005 a cuprins numeroase aparitii , dintre care cea mai importanta a fost interpretarea din comedia neagra "Secretary" (2002) , pentru care a fost nominalizata la Globurile de Aur 2002 pentru cea mai buna actrita intr-un film din categoria drama.
In 2006 are o activitate intensa, filmand pentru mai multe productii cinematografice: "Trust the Man", "Stranger than Fiction", "Monster House", "World Trade Center" si "Sherrybaby". Interpretarea din cea din urma aducandu-i o noua nominalizare la Globurile de Aur 2007 pentru cea mai buna actrita intr-un film din categoria comedie sau musical.
In 2008 actrita apare in peliculele "Rebecca Miller`s" , "The Private of Pippa Lee", "The Dark Night".
Interpretarea din "Crazy Heart" i-a adus o nominalizare la premiile Oscar 2010 pentru cea mai buna actrita intr-un rol secundar.
Maggie Gyllenhaal are o relatie din 2002 cu actorul Peter Sarsgaard, un prieten apropiat al fratelui actritei. Maggie si Peter au impreuna o fetita pe nume Ramona, nascuta la 3 octombrie 2006.