Petite-fille d'un cheminot communiste[1] et fille du militant frontiste Didier Palix[2], Mathilde Androuët naît en 1984 à Rueil-Malmaison[3].
En 2010, après ses études à Sciences Po, elle s'engage à gauche et travaille pendant six mois à Terra Nova[2]. Elle se lie d'amitié au cours de ses études avec Marie Toussaint, militante EELV, aujourd'hui députée européenne. Elles ne se fréquentent plus aujourd'hui[4].
En 2017, alors qu'elle est salariée au siège de son parti, elle est nommée à 32 ans présidente du FN des Yvelines. Elle remplace François Simeoni, démis comme neuf autres présidents départementaux, dans un contexte de crise entre partisans de Florian Philippot et de Marine Le Pen[5].
Elle est élue députée européenne en 2019 sur la liste de Jordan Bardella[9]. En 2022, elle se porte candidate dans la 5e circonscription des Yvelines, toujours pour le FN, devenu RN, et s'incline au premier tour avec 8 % des voix[10] ce qui lui permet de rester député européenne.