Миа Васиковска родилась 14 октября 1989 года в Канберре, там же и выросла со старшей сестрой и младшим братом. Её мать — Мажена Васиковска, австралийский фотограф, польского происхождения, отец — Джон Рид, австралийский фотограф и преподаватель.

С 8 лет занималась в балетной студии и мечтала выступать на большой сцене. В пятнадцать лет Миа Васиковска получила первое приглашение на участие в съёмках. Тогда она сыграла роль в австралийской криминальной драме «Беспредел на окраине». В 2007 году ей предложили роль в австралийских драмах «Козет» и «Кожа».

Спустя некоторое время Миа появилась на широком экране в триллере «Крокодил» (2007), драме «Сентябрь» (2007), военном триллере «Вызов», в сериале «Лечение» (2008—2009) и в короткометражном фильме «Я люблю Сару Джейн» (2008). Позже она сыграла девушку Элинор Смит в американской драме «Амелиа» (2009).

В 2010 году состоялась премьера фэнтези-фильма «Алиса в Стране чудес» режиссёра Тима Бёртона, в котором роль Алисы досталась Мие и принесла ей большую популярность. В 2013 вышел фильм «Тропы», в котором Миа сыграла известную путешественницу Робин Дэвидсон.

С 2013 года встречается с актёром Джесси Айзенбергом, партнёром по фильму «Двойник».