میرزاخانی دوره کارشناسی ریاضی در دانشگاه صنعتی شریف آغاز کرد. او با دریافت بورسیه از طرف دانشگاه هاروارد به آنجا رفت و دورهٔ دکتری خود را در دانشگاه هاروارد پشت سرگذاشت.

همسر وی جان وندراک، از پژوهشگران آی‌بی‌ام است و از او دارای یک فرزند به نام آناهیتا می‌باشد.

در اسفندماه ۱۳۷۶ اتوبوس حامل دانشجویان ریاضی شرکت‌کننده در بیست و دومین دوره مسابقات ریاضی دانشجویی که از اهواز راهی تهران بود (مسابقات ریاضی دانشجویی) به دره سقوط کرد و طی آن شش تن از دانشجوی نخبه ریاضی دانشگاه صنعتی شریف که اغلب از برگزیدگان المپیادهای ملی و بین‌المللی ریاضی بودند جان باختند و مریم میرزاخانی از جمله دانش‌آموزان بازماندگان این سانحه بود.

او به همراه ۹ محقق برجسته دیگر در چهارمین نشست۱۰ استعداد درخشان نشریه پاپیولار ساینس در آمریکا مورد تقدیر قرار گرفت. به نوشتهٔ یواس‌ای تودی این فهرست ۱۰ نفره شامل محققان و نخبگان جوانی است که در حوزه‌های ابتکاری مشغول به فعالیت هستند و با این حال معمولاً از چشم عموم پنهان مانده‌اند.

میرزاخانی در سال ۱۹۹۹ میلادی موفق شد راه‌حلی برای یک مشکل ریاضی پیدا کند. ریاضیدانان مدت‌های طولانی است که به دنبال یافتن راه عملی برای محاسبه حجم رمزهای جایگزین فرم‌های هندسی هذلولی بوده‌اند و در این میان مریم میرزاخانی جوان در دانشگاه پرینستون نشان داد که با استفاده از ریاضیات شاید بتوان بهترین راه را به سوی دست یافتن به راه‌حلی روشن در اختیار داشت. میرزاخانی در تلاش است تا معمای ابعاد گوناگون فرم‌های غیر طبیعی هندسی را حل کند. در صورتی که جهان از قاعده هندسه هذلولی تبعیت کند، ابتکار وی به تعریف شکل و حجم دقیق جهان کمک خواهد کرد.

دکتر مریم میرزاخانی ، استاد ریاضیات دانشگاه استنفورد نخستین بانوی ریاضی‌دان تاریخ لقب گرفت که توانسته مدال فیلدز، معتبرترین جایزه دنیای ریاضیات را از آن خود کند.


کاربردهای عملی اندکی برای پژوهش او وجود دارد ولی اگر مشخص شود که جهان توسط هندسه هذلولوی اداره می‌شود، کار او می‌تواند به تعریف دقیق شکل و حجم آن کمک کند.