Pur essendo nata a Casablanca il 28 maggio 1969, è di fatto una scrittrice francese.
Ha esordito con il romanzo Une gourmandise, pubblicato nel 2000 da Gallimard, e in Italia da E/O nel 2008 con il titolo Estasi culinarie.
Nel 2006, ancora con Gallimard, ha pubblicato L'Élégance du hérisson - L'eleganza del riccio (edito nel nostro Paese da E/O nel 2007 per la prima volta e ripubblicato nel 2012 in edizione economica), che si è rivelato un grande caso letterario in Francia e non solo.
Il romanzo è stato infatti uno dei successi editoriali più importanti degli ultimi anni e ha venduto più di 2 milioni di copie, restando in classifica per più di tre anni. Ha conquistato molti premi: nel 2006 il Prix Georges Brassens; nel 2007 il Prix Rotary International, il Prix des libraires, il Prix des Bibliothèques pour Tous, il Prix Vivre Livre des Lecteurs de Val d'Isère, il Prix de l'Armitière (Rouen), il Prix « Au fil de mars » (Université de Bretagne-Sud), il Prix littéraire de la Ville de Caen. 
Muriel Barbery vive da alcuni anni in Giappone.
Altri suoi libri pubblicati in Italia dalle edizioni E/O sono La vita degli elfi (2016), Uno strano paese (2020), Una rosa sola (2021) e Un'ora di fervore (2023).