Mỹ Lệ, tên đầy đủ là Hoàng Thị Mỹ Lệ, sinh tại Quảng Bình và lớn lên ở Huế trong một gia đình có truyền thống âm nhạc. Bố là nhạc sĩ Hoàng Sông Hương và mẹ tuy không phải là ca sĩ chuyên nghiệp nhưng yêu âm nhạc.

Mỹ Lệ học cello tại Nhạc viện Huế từ năm lên 7 tuổi. Tốt nghiệp đàn Violoncell hệ chính quy 11 năm, khoa Giao hưởng, Nhạc viện Huế năm 1991. Tốt nghiệp Đại học thanh nhạc năm 1996 tại trường Đại Học nghệ thuật Huế.

Trong thời gian còn là sinh viên, Mỹ Lệ đã đạt tham gia lưu diễn tại Pháp năm 1993 cùng các thầy cô giáo sư của nhạc viện, tham gia festival sinh viên của đại học Chiangmai –Thái Lan năm 1994, đạt Huy chương vàng tiếng hát sinh viên toàn quốc năm 1994 tổ chức tại Tp.HCM, Huy chương bạc Liên hoan các trường nghệ thuật chuyên nghịêp năm 1995 tại Hà Nội và giải 'Giọng hát triển vọng' trong cuộc thi Liên hoan giọng hát thính phòng toàn quốc (cuộc thi mang tính cổ điễn chuyên nghiệp) vào năm 1996 tại nhạc viện Thành phố Hồ Chí Minh.