Après avoir passé quelques années à l’Université de Dehli où elle s’est essentiellement consacrée à une activité d’actrice de théâtre dans une troupe de répertoire, elle quitte l’Inde pour les États-Unis en 1976 afin de poursuivre des études supérieures à l’Université de Harvard. C’est là qu’a lieu son premier contact avec la réalisation de films. Elle a réalisé quatre documentaires au cours des sept dernières années. Ses films ont été diffusés par plusieurs chaines de télévision à travers le monde; ils ont été également projetés dans de nombreux festivals, notamment à New York, Los Angeles et Tokyo ainsi qu’en Inde et au Cinéma du Réel à Paris. Son dernier documentaire, India Cabaret, bien que controversé, remporta un franc succès en Inde comme à l’étranger. L’Américan Film Festival et le Global Village Film Festival lui décernèrent chacun un prix du meilleur documentaire. Elle a remporté de nombreux prix pour l’ensemble de son œuvre, attribués notamment par l’American Film Institute et la New York Foundation for The Arts. Depuis 1980, elle partage son temps entre New York et l’Inde.

Salaam Bombay! est son premier long-métrage de fiction. Celui-ci est couronnée d’une Caméra d'or au festival de Cannes. Entre fiction et reportage, elle y suit les tribulations d'un gamin qui débarque dans les rues de Bombay. C’est la ronde des petits boulots sur fond de grande misère, dans les bas-fonds désespérants de la grande ville. Mieux qu’un mélo exotique, le film ne sombre jamais dans le désespoir, soulevé par la force vitale des personnages, à la fois cri de douleur et leçon d’optimisme. Et sans le moindre chantage à l'émotion. Ce désir de mettre en lumière la réalité sociale de son pays se retrouve dans Le Mariage des moussons (2001). Cette fois, c’est dans les rues de Delhi que Mira Nair affronte les contradictions de l’Inde moderne. Pris sur le vif, le portrait d'une société apparaît derrière une sarabande de personnages, drames et amourettes s’entrecroisant sur fond de tendresse humaine. Moins convaincante quand elle s'éloigne du « cinéma vérité » - Mississipi Masala (1991) relate une histoire d'amour bien conventionnelle entre une Indienne et un Noir ; Kama Sutra (1997) est un drame à l'eau de rose - elle reste néanmoins constamment généreuse par les idées qu'elle développe : victoire de l'individu sur le collectif, incertitude des destins humains, écrasés par le poids de l'Histoire et laminés par les préjugés.