Mayim Bialik nació el 12 de diciembre de 1975 en San Diego, California en el seno de una familia judía. Comenzó su carrera como actriz a finales de la década de los 80, con su aparición en la gran pantalla en la película "Beaches", con la que ganó el premio de los Young Artist Awards a la Mejor actriz joven en una película fantástica o cómica.

Más adelante trabajó en series de televisión como "MacGyver", "Murphy Brown", "Webster" y "Doogie Howser, M.D."
En 1990 obtuvo su primer papel protagónico en la comedia "Molloy", en donde compartió escena con -la en aquella época también desconocida- Jennifer Aniston. Sin embargo, su éxito definitivo vendría con la serie juvenil "Blossom", en 1991.

Al terminar la serie Bialik decidió ocuparse de su carrera y a pesar de ser aceptada en prestigiosas universidades como Harvard o Yale, Mayim decidió quedarse cerca de sus padres y asistir a la Universidad de UCLA, en donde en el año 2000 se recibiría como neurocientífica y experta en estudios judaicos, para más tarde en el 2007 culminar su doctorado en Neurociencia.

Luego de 10 años retirada de las pantallas, Mayim Bialik reaparece en el mundo de la actuación con la película cómica "Kalamazoo" (2003). Mayim, también tuvo apariciones regulares en series como "Larry David", "Fat Actress" y "Seventh Heaven".

En 2010 Mayim parece haber encontrado la fama nuevamente con su papel de Amy Farrah Fowler, en la comedia situacional "The Big Bang Theory".