Mireille Enos lahir pada tanggal 22 September 1975 di kota Kansas, Missouri,[1][2][3] dan merupakan putri pasangan Monique, guru bahasa Prancis, dan Jon Goree Enos.[4] Ayahnya adalah orang Amerika dari Texas dan memiliki keturunan Skotlandia.[5] Ibunya adalah orang Prancis.[2] Ia merupakan anak keempat dari lima bersaudara di mana semua saudaranya bekerja di industri hiburan dan seni.
Keluarganya pindah ke Houston, Texas ketika ia berusia lima tahun. Ia menempuh pendidikan di High School for the Performing and Visual Arts. Ia belajar teater di Universitas Brigham Young, lulus dengan gelar sarjana seni jurusan akting pada tahun 1997. Ketika ia masih menjadi mahasiswa, ia mendapatkan Irene Ryan Award di Kennedy Center di Washington, D.C.[6][7]
