Mercouri 1920'de Atina'da doğdu. Yunanistan Ulusal Tiyatrosu'nun Tiyatro Okulu'nu bitirdi. İlk önemli rolü, 20 yaşında oynadığı Eugene O'Neill'in Mourning Becomes Electra (Elektra'ya Yas Yaraşır) oyunundaki Lavinia'ydı. A Streetcar Named Desire (İhtiras Tramvayı) oyunundaki Blanche rolü de çok beğenildi. Mercouri sinemaya adımını 1955 yapımı Stella filmi ile attı. Amerikalı yönetmen Jules Dassin'in 1960 yapımı Pazarları Asla (Pote tin kiriyaki) filmlerindeki iyi kalpli fahişe rollerinde çizdi. Bu filmdeki rolüyle, 1960 Cannes Film Festivali'nde En iyi kadın oyuncu ödülünü Jeanne Moreau ile paylaştı. Ayrıca Oscar'a aday gösterildi. 1964'te yine Dassin'in Türkiye'de geçen Topkapı filminde başroldeydi. 1966'da Jules Dassin ile evlendi.
1967'deki askeri darbe sırasında Amerika'da bulunan Mercouri, cunta devrilene dek ülkesine dönemedi. Bu dönemde Yunan vatandaşlığından çıkarılan sanatçı "Ben Yunan doğdum ve Yunan öleceğim, ancak Sayın Pattakos (Stylianos Pattakos, dönemin İçişleri Bakanı) faşist doğdu ve faşist ölecek." sözleri ile duygularını açıkladı. Sürgünde sanat çalışmalarını ve cuntaya karşı propagandasını sürdüren Mercouri, 1974'te cuntanın yıkılmasının ardından eşiyle birlikte ülkesine döndü. Yapılan ilk seçimlerde kurucu üyesi olduğu PASOK'tan milletvekili adaylığını koydu, ancak seçilemedi. 1977'de ise parlamentoya girmeyi başardı. 1981'de Kültür Bakanlığı'na getirildi. Bakanlığı döneminde Yunanistan'ın kültürel mirasının tanıtımı için uğraştı. 1985'te Avrupa Kültür Başkenti uygulamasının başlamasında büyük payı oldu. 1989'da PASOK'un seçimi kaybetmesiyle bakanlığı kaybetti, ancak 1993'te tekrar bakanlığa getirildi.
6 Mart 1994'te akciğer kanseri tedavisi gördüğü New York'ta hayatını kaybetti. Cenazesi ülkesine getirildikten sonra devlet töreniyle 1. Atina Mezarlığı'na defnedildi. 14 yıl sonra ölen ikinci eşi Jules Dassin de onun yanına gömüldü.