Figlia di un immigrato vietnamita, fuggito in Francia negli anni settanta a causa della Guerra del Vietnam, e di madre francese, Mylène nasce ad Aix-en-Provence, in Costa Azzurra. Qui cresce e rimane fino all'inizio degli anni 2000.
Mylène ha il primo approccio con i set nel 2001 durante il periodo studentesco all'Università di Aix, quando viene scelta nel cast della soap operaSous le soleil, trasmessa in Italia col titolo Saint Tropez. Nello stesso periodo decide di dare una svolta alla propria vita, lasciando gli studi di diritto e iniziando quelli di recitazione, trasferendosi a Parigi. Tre anni più tardi, nel 2004, fa il suo debutto nel cinema con il film I fiumi di porpora 2 - Gli angeli dell'Apocalisse. Nel 2009 raccoglie un discreto successo come protagonista del film horror Martyrs, al fianco di Morjana Alaoui.
Nel 2006 sposa a Goa l'attore e modello indianoMilind Soman, conosciuto sul set del film Valley of Flowers. I due poi divorziano nel 2009. Attualmente continua a risiedere nella capitale francese, nel III arrondissement. Come modella, dal 2007 Mylène presta il suo volto alle campagne Dior per il continente asiatico.
