Margot Hielscher, geboren am 29. September 1919 in Berlin, erhielt schon als Kind Klavierunterricht. Von 1936 bis 1939 absolvierte sie eine Lehre als Kostümbildnerin und Modedesignerin – Berufszweige, die sie automatisch mit dem Film- und Musikgeschäft in Kontakt brachten. Daneben erhielt sie Unterricht in Gesang und Schauspiel. 1939 erhielt sie das Angebot, probeweise bei der Ufa als Kostümberaterin zu arbeiten. Dort wurde der Ufa-Star Heinz Rühmann auf sie aufmerksam und vermittelte ihr den ersten Auftrag als Kostümbildnerin bei seinem Film "Hurra, ich bin Papa!" (Regie: Kurt Hoffmann). Danach gestaltete Hielscher die Kostüme für die Rühmann-Filme "Lauter Liebe" (1940, Regie: Rühmann) und "Der Gasmann" (1941, Regie: Carl Froelich).

Parallel dazu entdeckte der Komponist Theo Mackeben sie als Schauspielerin. Durch ihn bekam sie ihre erste Nebenrolle als Maria Stuart in "Das Herz der Königin" (1940) an der Seite von Zarah Leander. Mit einer Reihe prägnanter (Neben-)Rollen in Liebes- und Musikkomödien, so etwa in Helmut Käutners "Auf Wiedersehn, Franziska!" (1941, auch Kostüme) und Theo Lingens "Das Lied der Nachtigall" (1944), avancierte Hielscher bald zu einer beliebten Darstellerin des deutschen Films jener Zeit. Ein besonderer Erfolg war dabei Willi Forsts "Frauen sind keine Engel" (1943), in dem sie auch das Titellied sang, welches fortan oft mit ihrer Person in Verbindung gebracht wurde. Neben ihrer Filmarbeit ging Hielscher auch mehrfach auf Gesangstourneen zur Truppenbetreuung: während des Krieges für deutsche Soldaten, nach dem Krieg mit großem Erfolg für amerikanische GIs.

Nicht zuletzt durch ihre wachsende Popularität als Sängerin wurde Hielscher in der Nachkriegszeit auch als Schauspielerin immer berühmter. Anfang 1947 startete die Liebeskomödie "Spuk im Schloß", die bereits 1944/45 noch unter den Nazis entstanden war. Hielschers erster wirklicher Nachkriegsfilm war aber "Hallo, Fräulein!" (1949), bei dem sie auch als Co-Drehbuchautorin verantwortlich zeichnete. In die Geschichte über eine Studentin, die nach dem Krieg eine Musikshow auf die Beine stellen will, ließ sie auch eigene Erfahrungen aus der unmittelbaren Nachkriegszeit einfließen. Die Musik für "Hallo, Fräulein!" komponierte Friedrich Meyer, der zehn Jahre später Hielschers Ehemann wurde.

In den fünfziger Jahren drehte Hielscher eine Reihe populärer Unterhaltungsfilme, darunter das Zirkusdrama "Salto Mortale" (1953), der Historienfilm "Anastasia, die letzte Zarentochter" (1956) und das Heimat-Melodram "Hoch droben auf dem Berg" (1957). In anderen Filmen trat sie lediglich in kleineren Rollen als Revuestar oder Sängerin auf, so etwa in "Nachts auf den Straßen" (1951), "Schlagerparade" (1953) und "Bei Dir war es immer so schön" (1954). Tatsächlich konzentrierte Margot Hielscher sich ab den fünfziger Jahren verstärkt auf ihre Gesangskarriere: 1957 und 1958 vertrat sie Deutschland beim Grand Prix Eurovision de la Chanson Européenne (heute: Eurovision Song Contest), wobei sie den 4. Platz (1957) und den 7. Platz (1958) erlangte.

Ab den sechziger Jahren spielte das Kino für Hielscher kaum mehr eine Rolle, obwohl sie für die Komödie "Das schwarz-weiß-rote Himmelbett" (DE/FR 1962) und für die Thomas-Mann-Verfilmung "Wälsungenblut" (1965) jeweils eine Nominierung zum Deutschen Filmpreis erhielt. Doch statt auf der großen Leinwand sah man sie fast nur noch im Fernsehen. So moderierte sie ab Mitte der sechziger Jahre die Talkshow "Zu Gast bei Margot Hielscher", in der Stars wie Romy Schneider, Leonard Bernstein und Maurice Chevalier ihre Gesprächspartner waren. Sie spielte wiederkehrende Rollen in Serien wie "Salto Mortale" (1969) und "Dr. med. Mark Wedmann - Detektiv inbegriffen" (1974) sowie Gastrollen unter anderem in "Ein Fall für zwei" (1986). Die Thomas-Mann-Verfilmungen "Der Zauberberg" (DE/FR/IT/AT 1982, Regie: Hans W. Geissendörfer) und "Doktor Faustus" (1982, Regie: Franz Seitz) waren ihre letzten Kinofilme. 1985 erhielt sie das Filmband in Gold für ihr langjähriges und hervorragendes Wirken im deutschen Film.

1988 gab Hielscher in dem TV-Dreiteiler "Wilder Westen, inclusive" eine Baronin, 1989 in elf Episoden der Serie "Rivalen der Rennbahn" eine Gräfin. 1993 starb ihr Ehemann Friedrich Meyer. Im Jahr darauf war ein Gastauftritt in der Serie "Der Nelkenkönig" ihre letzte Rolle vor der Kamera.

Trotz ihres Rückzugs von der Schauspielerei blieb Margot Hielscher als Sängerin aktiv. 1991/92 trat sie im Berliner Theater des Westens in dem Musical "Follies" an der Seite von Eartha Kitt und Brigitte Mira auf. 2006 gab sie ein Konzert in der Münchner Philharmonie, 2007 in der Berliner Philharmonie und 2008 in der Komödie im Bayerischen Hof. Bei Ulrich Tukurs Musikalbum "Mezzanotte" (2010) war Hielscher seine Duettpartnerin bei dem Lied "Hörst du das Meer?". Insgesamt sind mehr als 400 Gesangsaufnahmen von ihr erhalten. Im Jahr 2011 führte der Moderater und Musiker Götz Alsmann ein ausführliches Gespräch mit Hielscher über ihr Leben und ihr künstlerisches Schaffen, welches unter dem Titel "Herr Alsmann trifft Frau Hielscher" im Fernsehen ausgestrahlt wurde.

Am 20. August 2017 starb Margot Hielscher im Alter von 97 Jahren in München.