È stata per molto tempo la musa femminile, oltre che moglie, di Woody Allen, dando spessore psicologico ai personaggi malinconici e nevrotici creati dal marito. Malgrado il dramma del divorzio, che l'ha vista protagonista dei giornali di gossip di tutto il mondo e di un interminabile processo legale, Mia Farrow ha saputo rinascere da quel momento negativo e ora, superati sessant'anni, è un'incredibile diva internazionale della commedia.

Esordio con la soap opera per arrivare a Polanski e Altman
Figlia del regista John Farrow e dell'attrice irlandese Maureen O'Sullivan, a nove anni è colpita dalla poliomielite. La malattia, superata dopo poco tempo, contribuisce però a caratterizzarne l'aspetto fisico, magro e trattenuto, anche in età adulta. Con la soap opera di successo Peyton Place, primo esempio di fortunata serie tv a conquistare il prime time, riesce a farsi conoscere in America (dove la vediamo anche in Cannoni a Batasi e nel thriller di spionaggio Sull'orlo della paura) ma ad aiutarla a sbancare oltreoceano ci pensa Roman Polanski. Il regista polacco, infatti, la sceglie per interpretare Rosemary's Baby (1968), il film che la rende celebre a livello internazionale, dove veste i panni di una giovane sposina incinta che si pensa vittima di un complotto demoniaco (vero o fasullo?) creato dal marito e dai borghesi vicini di casa. Segue poi Cerimonia segreta (1968) di Joseph Losey, nel quale affianca Elizabeth Taylor in una storia tragica che scava nella pura e casta immagine dell'attrice per farne emergere il lato più scandaloso. Nel 1974 è al fianco di Robert Redford ne Il grande Gatsby di Jack Clayton, tratto dall'omonimo romanzo di Fitzgerald, in cui è l'amata Daisy che scappa con un altro lasciando nella disperazione il bel protagonista innamorato di lei. Tre anni dopo, in seguito a svariate interpretazioni in film comici (diretta dal francese Claude Chabrol è in Trappola per un lupo e in Detective privato...anche troppo di Carol Reed), riesce ad entrare nel cast di Un matrimonio di Robert Altman, dove nasconde, sotto un'apparente ingenuità, un'implacabile ninfomania.

L'amore per Woody Allen e il suo cinema
È l'incontro con Woody Allen, con il quale vivrà una lunga quanto burrascosa storia d'amore, a dare una svolta alla carriera: l'artista la chiama ad interpretare la protagonista femminile di tutti i suoi film tra gli anni Ottanta e Novanta, consacrandola come una delle maggiori attrici del panorama cinematografico mondiale. A cominciare da Una commedia sexy in una notte di mezza estate (1982), il primo film girato assieme, per proseguire con il camaleontico Zelig (1983) dov'è una psichiatra che cura un paziente affetto di una disfunzione di personalità (il protagonista, per farsi accettare dagli altri, cambia spesso carattere, opinioni e aspetto fisico) e, dopo la parentesi con Supergirl - La ragazza d'acciaio di Jeannot Szwarc, ritorna con Allen in Broadway Danny Rose (1984). La collaborazione con il marito è irrefrenabile: è al centro dell'attenzione ne La rosa purpurea del Cairo (1985) ed è una delle sorelle di Hannah e le sue sorelle dello stesso anno, poi incarna la figura malinconica di Lane in Settembre ma la rivediamo comica in Radio Days, alla fine del 1987. Ad affiancare Gena Rowlands, Allen sceglie sempre lei per lo psicologico Un'altra donna, poi è in Crimini e misfatti e in Alice (1990), uno dei ritratti femminili più nevrotici che si siano mai visti al cinema, in concorrenza solo con l'altra musa di Allen, Diane Keaton. Poi è nel bianco e nero Ombre e nebbia e nell'autobiografico, per certi aspetti, Mariti e mogli. Dopo la separazione dal marito, che fece scandalo per la relazione di quest'ultimo con la figlia adottiva della coppia, l'attrice decide di non lavorare mai più con lui, mettendo fine ad un sodalizio artistico unico.

Il mondo magico di Luc Besson e la commedia
Il periodo post-Allen è comunque ricco di soddisfazioni e decisamente più aperto a generi cinematografici diversi, che non siano la commedia drammatica tanto cara ad Allen. Nel 1994 si sposta in Gran Bretagna per lavorare alla commedia Tre vedove e un delitto di John Irvin, poi ritorna in patria a girare Promesse e compromessi (1995). Dopodiché la vediamo in diversi film tv, tra i quali spicca Coming Soon, storia drammatica che affronta il tema dell'omosessualità, fino al ritorno al grande schermo con il fantastico Arthur e il popolo dei Minimei (2006) di Luc Besson (progetto al quale parteciperà con passione, comparendo anche nei due seguiti della trilogia: Arthur e la vendetta di Maltazard, 2009, e Arthur e la guerra dei due mondi, 2011) dov'è la nonna di un abilissimo Freddie Highmore, alle prese con i piccoli abitanti del giardino.
Scivola su un horror non del tutto riuscito come Omen: il presagio ma poi è di nuovo in gran forma in due divertenti commedie americane: in quella romantica di The Ex (2006) e quella bizzarra e originale di Be Kind Rewind - Gli acchiappafilm (2007) di Michel Gondry.