Προερχόμενη από μια οικογένεια με πλούσιο κινηματογραφικό και τηλεοπτικό παρελθόν, η Maggie Gyllenhaal δεν εξέπληξε κανέναν οταν αποφάσισε να γίνει ηθοποιός. Η μητέρα της Naomi Foner ήταν υποψήφια το 1988 για Όσκαρ Πρωτότυπου Σεναρίου στο «Running On Empty» και ο πατέρας της Stephen Gyllenhaal έχει σκηνοθετήσει πολλές τηλεοπτικές επιτυχίες για τις οποίες βρέθηκε και υποψήφιος στα Βραβεία Emmy. Το πιο διάσημο μέλος της οικογένειας Gyllenhaal είναι πάντως ο κατά 3 χρόνια μικρότερος αδερφός της, Jake Gyllenhaal πρωταγωνιστής μεταξύ άλλων των ταινιών «Brokeback Mountain», «Donnie Darko», «Zodiac», «The Day After Tomorrow» και «Jarhead». Το γενεαλογικό δέντρο των Gyllenhaal φτάνει μέχρι την σουηδική αριστοκρατία (εξ' ου και το δυσκολοπρόφερτο όνομα).

Η Maggie γεννήθηκε στις 16 Νοεμβρίου του 1977 στη Νέα Υόρκη αλλά μεγάλωσε στο Los Angeles. Μαζί με τον αδερφό της Jake φοίτησαν στο γνωστό για τους διάσημους μαθητές του, Harvard-Westlake, όπου ασχολήθηκε ενεργά με το θεατρικό όμιλο της σχολής. Από παιδί ακόμα έδειχνε την κλίση της στην υποκριτική, με αποκορύφωμα την παράσταση του musical 'Cats' που έδωσε στο σαλόνι του σπιτιού της για την οικογένειά της.

Σε ηλικία 15 χρονών έκανε το κινηματογραφικό της ντεμπούτο στην ταινία του πατέρα της «Waterland» δίπλα στον Jeremy Irons και τον Ethan Hawke. Οι επόμενες πέντε εμφανίσεις της στο κινηματογράφο έφεραν και αυτές την σκηνοθετική υπογραφή του πατέρα της. Όμως στα 18 της η Maggie μετακόμισε στη Νέα Υόρκη και συνέχισε να παρακολουθεί μαθήματα υποκριτικής παράλληλα με τις σπουδές της στην Λογοτεχνία και Ανατολικές Θρησκείες και στο Πανεπιστήμιο Columbia, ενώ για ένα μικρό χρονικό διάστημα πέρασε και από τη διάσημη Royal Academy of Dramatic Arts του Λονδίνου.

Μετά από μικρούς ρόλους στις ταινίες «Cecil B. DeMented», «Riding In Cars with Boys» και «Donnie Darko» (όπου υποδυόταν την αδερφή του... πραγματικού της αδερφού Jake), η μεγάλη επιτυχία ήρθε για την Maggie με το «Secretary» το 2002. Κερδίζοντας διθυραμβικές κριτικές, πολλά βραβεία και μια υποψηφιότητα για Χρυσή Σφαίρα για το ρόλο της σαδομαζοχίστριας Lee, είδε το όνομά της να φιγουράρει στις λίστες με τα ανερχόμενα κινηματογραφικά αστέρια του Hollywood. Οι ρόλοι σε μεγάλες Χολιγουντιανές παραγωγές όπως το «Mona Lisa Smile» και το «World Trade Center» δεν άργησαν να έρθουν, η προτίμησή της όμως σε μικρότερες και 'διαφορετικές' ταινίες παρέμεινε έκδηλη.

Στο βιογραφικό της Maggie συναντάμε μερικές από τις πιο ανατρεπτικές ταινίες των τελευταίων ετών όπως τα «Adaptation», «Stranger Than Fiction», «Confessions of a Dangerous Mind» και «The Pornographer». Παράλληλα συμμετείχε και σε ένα πλήθος ανεξάρτητων μικρών παραγωγών όπως τα «Casa De Los Babys», «Criminal», «Trust the Man» και «40 Days and 40 Nights». Βρέθηκε επίσης στο σπονδυλωτό «Paris Je T' Aime» ενώ δάνεισε τη φωνή της στη Zee, τη μικρή ηρωίδα του 'Monster House'.

Οι φωνητικές της ικανότητες δοκιμάστηκαν με μεγάλη επιτυχία στο «Happy Endings» το 2005, όπου χρειάστηκε να υποδυθεί την τραγουδίστρια ενώ συμμετείχε ερμηνεύοντας δύο τραγούδια στο soundtrack του ανεξάρτητου «Sherrybaby». Ο ρόλος αυτός της έφερε την 2η υποψηφιότητα για Χρυσή Σφαίρα αλλά και ένα πλήθος άλλων βραβείων από τους κριτικούς. Μετά το «Sherrybaby» δεν ήταν λίγοι εκείνοι που εξεπλάγησαν με την επιλογή της να συμμετέχει σε ένα από τα μεγαλύτερα blockbuster.

Η Maggie υποδύθηκε την Rachel Dawes στο «The Dark Knight», υπό τη σκηνοθετική καθοδήγηση του Christopher Nolan. Ήταν μιας πρώτης τάξης ευκαιρία να γίνει το -δύσκολο- όνομά της ακόμα πιο αναγνωρίσιμο στο κινηματογραφόφιλο κοινό. Η Maggie Gyllenhaal έχει ήδη ολοκληρώσει τα γυρίσματα της κωμωδίας «Farlanders» του Sam Mendes, όπου κρατά τον πρώτο ρόλο. Οι φήμες τη θέλουν να έχει ήδη συμφωνήσει για να συμμετέχει στο δραματικό φιλμ «South Solitary» σε σενάριο και σκηνοθεσία Shirley Barrett, τα γυρίσματα του οποίου θα ξεκινήσουν στο τέλος του 2008.

Η Maggie απολαμβάνει να μένει στη Νεα Υόρκη, επιβεβαιώνοντας τον 'εναλλακτικό' χαρακτήρα της. Το 2006 αποφάσισε να κάνει ακόμα πολυπλοκότερο το όνομα της και αρραβωνιάστηκε τον ηθοποιό Peter Sarsgaard («Kinsey», «Shattered Glass», «Boys Don't Cry») με τον οποίο η Maggie Gyllenhaal Sarsgaard απέκτησε ένα χρόνο αργότερα μια κόρη, την Ramona.