Hargitay est née au St. John's Hospital à Santa Monica, Elle est la fille de
Jayne Mansfield, une actrice et sex symbol des années 50, et de Mickey Hargitay, un acteur et ancien Mr. Univers d'origine hongroise. Ses prénoms sont hongrois et font référence à Marie-Madeleine (Mariska est un diminutif de Marie). Son nom de famille a aussi des origines hongroises. Il signifie "du Comté d'Hargita". Hargitay a deux demi-soeurs, Jayne Marie Mansfield et Tina Hargitay ; deux frères, Miklós et Zoltán Hargitay ; et un demi-frère, Antonio Ottaviano (alias Tony Cimber), un ancien réalisateur de films.
Les parents d'Hargitay ont divorcé en mai 1963, mais par la suite leur divorce réalisé au Mexique a été jugé invalide. Ils se sont réconciliés quelques mois avant la naissance de Mariska en janvier 1964 mais se sont rapidement séparés de nouveau; et en août 1964, le divorce mexicain a été rendu légal. Quelques semaines plus tard, Mansfield a épousé le réalisateur Matt Cimber, qui l'avait dirigée en 1964 dans la pièce Bus Stop écrite par William Inge.
Le 29 juin 1967, Jayne Mansfield meurt dans un accident de la route entre La Nouvelle-Orléans et Slidell, Louisiane. Son compagnon, Sam Brody, et le conducteur sont aussi tués. Endormie sur le siège arrière du véhicule, Mariska, alors âgée de trois ans et demi, en a gardé une cicatrice en zig-zag sur la tempe. Ses frères Miklós et Zoltán étaient également dans la voiture, mais s'en sont sortis avec des blessures mineures. Après la mort de leur mère, les trois enfants ont vécu avec leur père et sa troisième femme, Ellen Siano.
Hargitay a joué dans des pièces de théâtre à l'école secondaire Marymount High School; elle a aussi suivi les cours de théâtre et de télévision de l'Université de Los Angeles (où elle était membre de la congrégation Kappa Kappa Gamma) mais a abandonné six mois avant d'être diplômée pour se consacrer à sa carrière débutante.
En 1982, Hargitay a été couronnée Miss
Beverly Hills et est arrivée quatrième au concours de Miss Californie. Elle a fait ses débuts à l'écran avec un petit rôle dans Star 80. Quelques années plus tard, elle décroche un rôle récurrent dans les séries télévisées Downtown et Falcon Crest, où elle joue le personnage de Carly Fixx. En 1992, elle interprète l'agent de police, Angela Garcia, dans la série Tequila et Bonetti, et apparait dans un épisode de la quatrième saison de la série Seinfeld. Deux ans plus tard, Hargitay interprète Didi Edelstein, la voisine sexy dans la sitcom Can't Hurry Love, qui met en vedette Nancy McKeon. En 1997, Hargitay joue l'inspecteur Nina Echeverria dans la série dramatique Prince Street, et joue Cynthia Hooper, un personnage récurrent de la quatrième saison d'Urgences.
Hargitay est apparue dans de nombreux autres programmes télévisés, comme par exemple : Freddy, le cauchemar de vos nuits, Ellen, All American Girl, Alerte à Malibu, Cracker, Gabriel Bird, Dans la chaleur de la nuit, JoJo's Circus, Le Célibataire, Un flic dans la mafia et Génération Pub. Sa voix est utilisée en 2005 dans le jeu vidéo True Crime: New York City. Hargitay a aussi eu un rôle secondaire ("prostituée dans un bar") dans le film de 1995
Leaving Las Vegas et a brièvement remplacé Gabrielle Fitzpatrick dans le film Power Rangers, bien que les séquences aient été considérées comme inutilisables.
Depuis 1999, Hargitay interprète Olivia Benson, la tête d'affiche féminine dans la série dramatique New York unité spéciale. "En tant que femme, il est gratifiant de jouer un rôle avec tellement de facettes", a-t-elle déclaré sur son site officiel. "Olivia n'est pas seulement un flic compétent et débrouillard, elle est aussi une femme faisant preuve d'empathie et qui peut être émue par les victimes de ces terribles crimes sans compromettre son professionnalisme". Hargitay a été nommée "l'actrice de télévision la mieux payée" travaillant actuellement, dans l'édition 2008 du Livre Guinness des records.
Mariska Hargitay parle le hongrois, le français, l'espagnol et l'italien aussi bien que l'anglais. Le 28 août 2004, à Santa Barbara, Californie, elle a épousé Peter Hermann, un acteur et écrivain qui est souvent apparu dans New York unité spéciale dans le rôle de l'avocat de la défense Trevor Langan. Le 28 juin 2006, Hargitay a donné naissance à August Miklos Friedrich Hermann, par césarienne. Durant les derniers mois de sa grossesse, elle prit un congé de maternité et fut temporairement remplacée dans NYUS par
Connie Nielsen.
Lors de sa victoire aux Emmy le 27 août 2006, Hargitay a mis un point d'honneur à remercier son père pour tout ce qu'il avait fait pour elle dans sa vie. A peine 17 jours plus tard, le 14 septembre 2006, son père est mort, à 80 ans, d'un myélome multiple à Los Angeles, Californie. Elle est devenue depuis un membre honoraire de la Fondation pour la recherche sur le myélome multiple (Multiple Myeloma Research Foundation).
Hargitay a co-fondé the Joyful Heart Foundation, une organisation qui fournit un soutien aux femmes qui ont été sexuellement agressées. La fondation est partisane de l'idée que nager avec des dauphins favorise la guérison après des traumatismes psychologiques majeurs tels que le viol.
Hargitay a aussi travaillé avec le programme d'intervention contre les agressions sexuelles et les violences du Mount Sinai (Mount Sinai Sexual Assault and Violence Intervention program) ; la campagne de NBC "The More You Know"; Safe Horizon ; le Rape Crisis Treatment Center de Santa Monica ; le Projet ALS dont l'objectif est de trouver un remède à la sclérose latérale amyotrophique ; Girl Scouts of the USA ; et l'institut James Redford pour la sensibilisation aux transplantations (James Redford Institute for Transplant Awareness). Elle apparait avec son bébé, August, dans une publicité Got Milk? en janvier 2007.