Nascida Hayley Catherine Rose Vivien Mills em Londres em 1946, ela é filha do grande ator Sir John Mills e da conhecida romancista e dramaturga Mary Hayley Bell.Sua irmã é a atriz Juliet Mills.Ela cresceu na casa de seus pais, uma criança extrovertida, divertida e, por passar tanto tempo com seus pais e amigos, muito inteligente.Quando ela foi para o internato aos nove anos, no entanto, ela se tornou muito tímida com crianças de sua idade.Ela encontrou consolo em produções teatrais em sua escola.Ela foi notada jogando na casa de seus pais em 1958 pelo diretor J.Lee Thompson, que imediatamente a escalou ao lado de seu pai no thriller Tiger Bay (1959).Sua performance de estreia chamou a atenção em todo o mundo, da Alemanha, onde ganhou um prêmio no Festival de Cinema de Berlim, a Hollywood, quando Walt Disney bateu à sua porta.Ele assinou com ela um contrato de cinco anos.Por seu primeiro filme para o estúdio, Pollyanna (1960), ela ganhou elogios da crítica, sucesso de bilheteria e um prêmio especial da Academia Juvenil.Seu segundo filme da Disney, The Parent Trap (1961), no qual ela interpretou gêmeos, foi ainda mais popular.Ela continuou a aparecer em filmes rotineiros da Disney como In Search of the Castaways (1962) e Summer Magic (1963), bem como filmes fora do estúdio como Whistle Down the Wind (1961), baseado no romance de sua mãe, e The Chalk Garden. (1964), novamente co-estrelando com seu pai.Embora a Disney lhe desse um papel um pouco mais adulto no filme de mistério The Moon-Spinners (1964), ela começou a se cansar de sua imagem ensolarada e inocente de Pollyanna.Depois de completar That Damn Cat!(1965), ela deixou o estúdio para sempre.Aquele Gato Maldito!(1965) ainda foi um sucesso, assim como seu primeiro filme pós-Disney, The Trouble with Angels (1966), da Columbia.Então, ela chocou seus fãs ao aparecer na comédia The Family Way (1966) com seu pai.Houve uma surpresa ainda maior quando ela se apaixonou pelo diretor do filme, Roy Boulting, que era 33 anos mais velho que ela.Ela viveu com Boulting por cinco anos depois que ele se divorciou de sua esposa.Eles se casaram em 1971 e tiveram um filho, Crispian Mills, em 1973.A essa altura, ele havia assumido o controle de sua carreira e, como resultado, ela fez muitas escolhas ruins de filmes que deixaram os críticos e o público frios.Em 1975, sua carreira no cinema havia praticamente afundado.Ela se separou de Boulting naquele ano e foi morar com o ator Leigh Lawson, com quem teve um filho, Jason, em 1976.Eles se separaram em 1984.Ela apareceu em três sequências de filmes de TV para The Parent Trap (1961) na década de 1980, e também apareceu na minissérie da BBC The Flame Trees of Thika (1981) e na série de TV Good Morning, Miss Bliss (1987), mais tarde re- intitulado Saved by the Bell (1989).Ela não fez muito trabalho no cinema em vários anos, preferindo se concentrar em sua carreira florescente no teatro.Seu maior sucesso no teatro, até agora, foi o papel de Anna em "O Rei e Eu", que ela interpretou em muitas produções teatrais ao longo da década de 1990.
