Megan Fox wuchs mit einer älteren Schwester auf bei der Mutter sowie ihrem Stiefvater auf. Megans Kindheit war von strengen Regeln und Armut geprägt. Bereits mit fünf stehen in ihrem Steckbrief Schauspiel- und Tanzstunden und sie nahm an diversen Talentwettbewerben teil. Ihr Filmdebüt hatte sie 2001 mit dem Streifen "Ferien unter Palmen" neben den Olsen-Twins. In "Bad Boys II"(2003) war ein paar Sekunden lang ihr halbnackter Körper zu sehen. Im folgenden Jahr spielte sie eine Zicke in "Bekenntnisse einer Highschool-Diva". Nach Auftritten in TV-Serien wie "Two and a Half Man" (2004) bekam sie dann letztendlich die Rolle in "Transformers" (2007) und "Transformers - Die Rache" (2009). Da sie den Regisseur Michael Bay in einem Interview mit Hitler verglich, wurde sie jedoch gefeuert und durch Rosie Huntington-Whiteley im dritten Teil ersetzt.
Dieser Schandfleck auf ihrem Steckbrief scheint dem Sexsymbol aber nicht sonderlich geschadet zu haben. Die tätowierte Megan Fox spielte danach u. a. in den Filmen "New York für Anfänger" (2008), in der Horror-Komödie "Jennifer's Body" (2009) und der "Jonah-Hex" Comicverfilmung (2010). 2012 ist sie in der Parodie "The Dictator" (2012) von Sacha Baron Cohen im Kino zu sehen. Die Rolle der Lara Croft wollte sie nach einer ersten Zusage jedoch nicht mehr in ihren Steckbrief schreiben und sagte ab.
Mit ihrem Filmpartner Shia LaBeouf soll Megan Fox 2007 eine Affäre gehabt haben. 2008 erzählte Megan Fox in einem Interview außerdem, dass sie bisexuell sei. 2004 kam sie mit dem 12 Jahre älteren Brian Austin Green ("Beverly Hills, 90210") zusammen, den sie 2010 auf Hawaii heiratete. Im September 2012 sind Megan Fox und Brian Austin Green Eltern des kleinen Noah geworden, kurz darauf bekamen sie einen zweiten Sohn. Im August 2015 reichte Megan Fox die Scheidung von Brian Austin Green ein. Geschieden sind die beiden allerdings bis heute nicht: Im April 2016 wurde bekannt, dass Megan Fox von Green erneut schwanger ist. Im Sommer 2016 kam der gemeinsame dritte Sohn zur Welt. Auch wenn Fox und Green offiziell kein Paar mehr sein sollen, erziehen sie ihre Kinder gemeinsam.
Seit kurzem spielt Megan Fox eine Rolle in der erfolgreichen Sitcom "New Girl".