Machiko Kyo war zunächst Tänzerin in einem Club in Osaka, bevor sie 1949 ihren ersten Film für Daiei drehte. Bereits im Jahr darauf kam ihr großer Durchbruch mit Akira Kurosawas Rashomon in der Rolle des Vergewaltigungsopfers Masako. Ihre fantastische, vielseitige Darbietung machte sie über Nacht zum Star und zur ersten „femme fatale“ des japanischen Kinos. Auf Grund ihres Aussehens wurde sie auch als die Marilyn Monroe Japans bezeichnet. 1953 feierte sie mit Kenji Mizoguchis Meisterwerk Ugetsu monogatari einen weiteren großen Erfolg, auf den die Hochphase ihrer Karriere folgte: Innerhalb von 10 Jahren drehte sie etwa 40 Filme. Ab 1970 ließ sie ihre Karriere, in der sie mit den größten japanischen Regisseuren der Zeit gearbeitet hatte, ausklingen.

Zu ihren wichtigsten Filmen zählten:
1949: Hana kurabe tanuki-goten
1950: Rashomon
1953: Ugetsu – Erzählungen unter dem Regenmond (Ugetsu monogatari)
1955: Yokihi (engl. The Empress Yang Kwei Fei)
1959: Kagi (engl. Odd Obsession)
1960: Bonchi
1964: Amai ase