Elle passe sa jeunesse entre Londres (lieu de travail de son père) et la Russie (où habite sa mère), puis commence à prendre des courts de comédie dès 9 ans, et débute une carrière de model à l'âge de 11 ans. En 1987, Richard Avedon en fait l'une des femmes les plus inoubliables du monde dans une campagne publicitaires pour la marque de cosmétiques Revlon. Elle a 13 ans lorsqu'elle interprète Samantha, la fillette du drame Two Moon Junction, en 1988, son premier film.

Michelle Rodriguez partage son enfance entre les Etats-Unis, la République Dominicaine, et Puerto Rico, dont elle est originaire, avant d'être figurante  dans des productions comme Broadway 39e rue de Tim Robbins (1999) et Summer of Sam de Spike Lee (1999).Son conte de fées commence lorsqu'elle se présente au casting de Girlfight (2000), un film sur l'univers de la boxe féminine. Son attitude rebelle et désintéressée correspond parfaitement au profil recherché par les producteurs pour le premier rôle féminin de ce drame sportif. Malgré son peu d'expérience dans le cinéma et la boxe, elle est choisie parmi 350 candidates.

D'origine polonaise et autrichienne, il étudie le cinéma, la danse, et la sculpture au Sarah Lawrence College. Après quelques rôles dans divers productions théâtrales, il atterrit sur le tournage d'un petit film, Bienvenue dans l'age ingrat (1995), dans lequel il interprète Steve Rodgers dans cette comédie dramatique dédié aux affres de l'adolescence.Il continue ensuite sa carrière avec d'autres long-métrages indépendants, démontrant son potentiel dans des films tels Lawn Dogs (1997), drame qui s'attache aux problèmes d'adaptation d'une petite fille dans un nouveau quartier, ou le film d'horreur Black Circle Boys (1997), pour lequel il tient l'un des premiers rôles, celui de Shane Carver, pour ce film sur une société de groupies satanistes.