NSƯT Mỹ Duyên từng tham gia phim "Gái nhảy" của Lê Hoàng, vai diễn cô gái làng chơi chết vì ma túy và HIV/AIDS của chị được đánh giá cao.
Trước khi vào vai diễn này, NSƯT Mỹ Duyên được xem là diễn viên có cả tài năng lẫn nhan sắc. Năm 1992, chị tham dự một cuộc thi tuyển chọn diễn viên cho bộ phim "Vĩnh biệt mùa hè" của đạo diễn Lê Hoàng Hoa. Vai diễn sau đó thuộc về diễn viên Việt Trinh, vốn đang rất nổi tiếng.
Cùng năm 1992, đạo diễn Lê Hoàng Hoa mời Mỹ Duyên đóng vai nhỏ trong phim cổ trang "Ngọc trản thần công" (hay "Tây Sơn hiệp khách" phần hai). Sau đó, Mỹ Duyên gặp gỡ đạo diễn Lê Hoàng. Chị được Lê Hoàng mời đóng "Vị đắng tình yêu 2" trong vai ca sĩ người Đài Loan. Bộ phim không được đánh giá cao nhưng Mỹ Duyên gây được ấn tượng cho khán giả nhờ sự mới mẻ. Thời ấy, nữ diễn viên được chú ý bởi đôi mắt tròn, sáng cùng hàm răng khểnh.
Năm 1993, Mỹ Duyên được Lê Hoàng mời đóng vai chính trong phim "Trái tim chó sói" cùng diễn viên Lê Công Tuấn Anh. Thành công liên tục đến với nữ diễn viên sau đó. Gặt hái lớn nhất của chị là vai diễn Lan Hương trong phim "Tình nhỏ làm sao quên".
Năm 1995, Nhà hát Giao hưởng Vũ kịch TP HCM được thành lập và nhận Mỹ Duyên vào biểu diễn. Ngoài diễn xuất trên màn ảnh và sân khấu, thời này, Mỹ Duyên còn được mời làm người mẫu ảnh. Chị thường xuyên được mời chụp ảnh lịch. Thời gian sau đó, Mỹ Duyên tiếp tục gây ấn tượng với nhiều bộ phim như: "Lương tâm bé bỏng", "Giọt lệ chưa khô", "Ngõ đàn bà", "Chiếc chìa khóa vàng", "Lời thề"... Chị nhận được nhiều giải thưởng ở trong nước. Trong các bộ phim, phần lớn Mỹ Duyên hóa thân thành típ nhân vật hiền lành, ngây thơ.
Năm 2007, Mỹ Duyên được trao tặng danh hiệu Nghệ sỹ Ưu tú. Sau đó, chị chủ yếu phát triển sự nghiệp ở sân khấu kịch.
Về cuộc sống riêng tư, năm 2014, Mỹ Duyên kết hôn ở tuổi 42. Chồng chị là anh Huỳnh Công Phước - một người gốc Huế nhưng sinh sống ở Đức đã lâu. Họ chung sống với nhau nhiều năm và có con trước khi quyết định tổ chức đám cưới. Nhớ lại thời mới gặp, anh Phước tâm sự: "Tôi thấy cô gái này sao mà thật thà, bình dị đến thế. Duyên nổi tiếng nhưng sống rất giản dị, cư xử tự nhiên, chân thành".
Hiện tại, NSƯT Mỹ Duyên sống kín tiếng và tận hưởng hạnh phúc riêng. Ngoài cuộc sống cá nhân, chị còn tập trung cho sự nghiệp và gặt hái được nhiều thành quả.
