Madeleine Marie Stowe Mora se narodila 18. srpna 1958 v Los Angeles, Kalifornie. Její matka, Mireya Mora, pocházela z Kostariky, zatímco její otec, Robert Stowe, byl z Oregonu. Madeleine byla nejstarší ze tří sourozenců a vyrůstala v losangeleské čtvrti Eagle Rock. Od útlého věku projevovala velký talent pro hudbu. Ve věku deseti let začala hrát na klavír a po mnoho let se intenzivně věnovala klasické hudbě s vážným záměrem stát se koncertní pianistkou. Byla velmi disciplinovaná a cvičila hodiny denně. Po zranění prstu, které ji na nějakou dobu vyřadilo z hraní, se její zaměření začalo měnit. Krátce studovala film a žurnalistiku na University of Southern California, ale brzy objevila svou vášeň pro herectví. Začala navštěvovat divadelní kurzy a vystupovala v The Playwrights Lab v Beverly Hills, kde si ji všiml filmový agent.
První herecké příležitosti získala Madeleine Stowe v televizi na konci 70. let. Její debut se odehrál v roce 1978 v jedné epizodě populárního seriálu *Baretta*. Téhož roku získala svou první významnou roli, když ztvárnila Pannu Marii v televizním filmu „Zrození Páně“ (The Nativity). Během následující dekády se objevila v řadě televizních filmů a hostovala v mnoha seriálech, což jí pomohlo získat zkušenosti před kamerou. Mezi její rané televizní práce patří například role ve filmech jako „Amazonské ženy“ (Amazons, 1984) nebo minisérie „Krev a orchideje“ (Blood & Orchids, 1986). Během natáčení televizního filmu „Gangsterské kroniky“ (The Gangster Chronicles) v roce 1981 potkala herce Briana Benbena, za kterého se o rok později, v roce 1982, provdala. Toto manželství trvá dodnes.
Skutečný průlom ve své kariéře zaznamenala Madeleine Stowe v roce 1987, kdy se objevila ve svém prvním velkém kinofilmu „Dohlížet!“ (Stakeout). V této kriminální komedii si zahrála po boku Richarda Dreyfusse a Emilia Esteveze. Film byl komerčním úspěchem a Stowe si díky němu získala pozornost publika i kritiků. Následovaly další výrazné role, které upevnily její pozici v Hollywoodu. V roce 1989 ztvárnila hlavní ženskou roli v romantickém thrilleru „Pomsta“ (Revenge), kde si zahrála s Kevinem Costnerem a Anthonym Quinnem. O rok později, v roce 1990, se objevila v detektivním dramatu „Dvouocasý drak“ (The Two Jakes), pokračování klasiky *Čínská čtvrť*, kde si zahrála po boku Jacka Nicholsona. Tyto role ukázaly její schopnost hrát komplexní a silné ženské postavy.
Devadesátá léta představovala pro Madeleine Stowe vrchol její filmové kariéry. V roce 1992 získala roli, která ji definitivně katapultovala mezi hollywoodské hvězdy – ztvárnila Cora Munro v epickém historickém dramatu „Poslední Mohykán“ (The Last of the Mohicans) režiséra Michaela Manna. Po boku Daniela Day-Lewise podala nezapomenutelný výkon a film se stal kritickým i komerčním hitem. Následovaly další prestižní projekty. V roce 1993 byla součástí hvězdného ansámblu v kritiky ceněném filmu „Krátké sestřihy“ (Short Cuts) režiséra Roberta Altmana. Za tento výkon obdržela společně s celým obsazením Cenu Volpi Cup na filmovém festivalu v Benátkách. V roce 1994 si zahrála v neo-noir thrilleru „Čínská čtvrť“ (China Moon) s Edem Harrisem a téhož roku se objevila ve westernu „Špatné holky“ (Bad Girls) po boku Drew Barrymore a Andie MacDowell. Další velký úspěch přišel v roce 1995 s kultovním sci-fi thrillerem „12 opic“ (12 Monkeys) režiséra Terryho Gilliama, kde si zahrála s Brucem Willisem a Bradem Pittem. Koncem dekády, v roce 1999, ztvárnila hlavní ženskou roli v kriminálním thrilleru „Generálova dcera“ (The General’s Daughter) po boku Johna Travolty.
Po úspěšné dekádě v 90. letech se Madeleine Stowe rozhodla na několik let stáhnout z veřejného života a herectví, aby se plně věnovala své rodině. Se svým manželem Brianem Benbenem přivítali v roce 1996 dceru May Theodoru Benben. Rodina se přestěhovala na ranč v Texasu, kde Madeleine vedla klidnější život daleko od hollywoodského shonu. Během této doby se objevovala jen sporadicky ve vybraných projektech. V roce 2002 si zahrála po boku Mela Gibsona ve válečném dramatu „Tenkrát v ráji“ (We Were Soldiers). Následovalo několik menších rolí v televizních filmech a krátkodobých seriálech, například v detektivním seriálu „Vzpomínky mrtvých“ (Raines) v roce 2007, který však neměl dlouhého trvání. Její absence na plátnech a obrazovkách byla z velké části motivována touhou po soukromí a zaměřením na výchovu dcery.
Velký comeback na televizní obrazovky zažila Madeleine Stowe v roce 2011, kdy přijala roli Victorie Grayson v dramatickém seriálu „Pomsta“ (Revenge). Její ztvárnění intrikánské a mocné matriarchy bohaté rodiny z Hamptons sklidilo obrovský ohlas u diváků i kritiků. Role Victorie Grayson ji znovu katapultovala do popředí zájmu a přinesla jí nominaci na Zlatý glóbus za nejlepší herečku v dramatickém seriálu v roce 2012. Seriál běžel čtyři sezóny, až do roku 2015, a znovu potvrdil její herecký talent a charisma. Od té doby se Madeleine Stowe objevuje na scéně jen zřídka. V roce 2019 se objevila v několika epizodách seriálu „Soundtrack“. I v současnosti si Madeleine Stowe velmi chrání své soukromí a tráví většinu času se svou rodinou, daleko od záře reflektorů. Je známá svou krásou a intenzivními hereckými výkony, které často vdechovaly život silným a komplexním ženským postavám, což ji učinilo jednou z nezapomenutelných hereček své generace.