میرزاخانی در دوران تحصیل در دبیرستان فرزانگان تهران، برنده مدال طلای المپیاد جهانی ریاضی در سال های ۱۳۷۳ (هنگ کنگ) و ۱۳۷۴ (کانادا) شد و در این سال به عنوان نخستین دانش آموز ایرانی جایزه نمره کامل شد. وی نخستین دختری بود که به تیم المپیاد ریاضی ایران راه یافت؛ نخستین دختری بود که در المپیاد ریاضی ایران طلا گرفت؛ نخستین کسی بود که دو سال مدال طلا گرفت و نخستین فردی بود که در آزمون المپیاد ریاضی جهانی نمره کامل گرفت.
سپس در سال ۱۳۷۸ کارشناسی ارشد خود را در رشته ریاضی از دانشگاه شریف و دکترای خود را در سال ۱۳۸۳ از دانشگاه هاروارد به سرپرستی کورتیس مک مولن از برندگان مدال فیلدز گرفت. از مریم میرزاخانی به عنوان یکی از ده ذهنِ جوان برگزیده سال ۲۰۰۵ از سوی نشریه پاپیولار ساینس در آمریکا و ذهن برتر در رشتهٔ ریاضیات تجلیل شد.
میرزاخانی برنده جوایزی چون جایزه ستر از انجمن ریاضی آمریکا در سال ۲۰۱۳، جایزه کلی و مدال فیلدز در سال ۲۰۱۴ بود. وی از یازدهم شهریور ماه ۱۳۸۷ (اول سپتامبر ۲۰۰۸) در دانشگاه استنفورد استاد دانشگاه و پژوهشگر رشته ریاضیات بود. پیش از این، او استاد دانشگاه پرینستون نیز بود
در سال ۱۳۸۴، مجله‌ی پاپیولار ساینس آمریکا او را به‌عنوان یکی از ۱۰ ذهن برتر جوان جهان برگزید و در سال ۱۳۸۸ انجمن ریاضی آمریکا، جایزه‌ی بلومنتالرا به‌پاس دستاوردهای او در علم ریاضی، به او تقدیم کرد و دلایل اعطای این جایزه را خلاقیت بی‌نظیر و رساله‌ی دکترای نوآورانه‌ی او دانست
در سال ۱۳۸۹، مریم میرزاخانی توانست نظریه‌ی شار زلزله ویلیام ترستنرا روی فضای تایش مولربه اثبات برساند. شار زلزله برای مدت‌ها به‌عنوان مسئله‌ای بی‌پاسخ در ریاضی شناخته می‌شد.
در سال ۱۳۹۳، مریم میرزاخانی به همراه الکس اسکین و امیر محمدی، ثابت کرد که ژئودزیکهای مختلط و بستارهای آن‌ها، برخلاف آنچه گفته می‌شود، نامنظم یا فرکتال نیستند؛ بلکه به طرز شگفت‌انگیزی منظم‌اند.
وی همچنین در سال ۱۳۸۴ با یان وندارک،استاد و دانشیار ریاضی دانشگاه استنفورد و پژوهشگر علوم کامپیوتر مرکز تحقیقاتی آی‌بی‌ام ازدواج کرد. آن‌ها صاحب یک دختر به نام آناهیتا شدند.
سرانجام مریم میرزاخانی که به ملکه ریاضیات جهان نیز شهرت یافته بود در تیر ۱۳۹۶ پس از ۴ سال مبارزه با سرطان درحالی که تنها ۴۰ سال داشت به دیار باقی شتافت و دنیای ریاضی را در بهت و افسوس فرو برد
روحش شاد یادش گرامی
