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Sie war die fünfte Tochter eines ausgedienten irischen Soldaten, der sich als Schuhmacher in Rouen niedergelassen hatte. Nach seinem Tod siedelte die Mutter mit den Kindern nach Paris über, wo sie sich selbst als Altkleiderhändlerin betätigte, während ihre Töchter als Schauspielerinnen oder Modelle arbeiteten.
1751/52, als Marie-Louise 14 Jahre alt war, stand sie nackt Modell für François Boucher, der zwei Ölbilder von ihr malte. Das Wallraf-Richartz-Museum & Fondation Corboud in Köln notiert zu seinem Bild Ruhendes Mädchen (Marie-Louise O’Murphy): „Das erste Pin-up girl.“ Ihre Schönheit fiel einem Höfling auf, der sie Ludwig XV. vorstellte. Sie wurde eine der Mätressen des Königs und gebar ihm bald eine illegitime Tochter, Agathe Louise de Saint-Antoine (1754–1774). Der General de Beaufranchet dürfte auch der Beziehung entstammen, dies wurde jedoch nie zweifelsfrei nachgewiesen. Nachdem sie zwei Jahre lang Mätresse gewesen war, versuchte sie um 1754 die mächtige Lieblings-Mätresse des Königs, Madame de Pompadour, zu verdrängen. Sie verlor diesen Machtkampf, wurde mit einem Adligen verheiratet und vom Hof entfernt. Sie fand zwar in der Folge weitere Liebhaber im höfischen Umfeld, stieg aber nie wieder zu ihrem vorigen Status auf.