Mikaela Madison Rosberg nasceu em Los Angeles e cresceu no Vale de San Fernando. Filha de pais que são ambos psicólogos, tem dois irmãos, um dos quais seu gêmeo, e duas irmãs. A família é judia.
Antes de, aos 14 anos, se decidir pela representação, Madison inicialmente treinou como amazona de competição. Foi escolarizada em casa após a sétima série. Em outubro de 2024, morava em Los Angeles.
Madison fez sua estreia como atriz em 2013, aparecendo nos curtas-metragens Retirement e Pani's Box. Em 2014, após aparecer no curta-metragem Bound for Greatness, ela filmou seu primeiro longa-metragem, Liza, Liza, Skies Are Grey, que não foi lançado até 2017.
No ano seguinte, Madison foi escalada como Amber Freeman em Scream, o quinto filme da franquia Scream, que foi dirigido por Matt Bettinelli-Olpin e Tyler Gillett. O filme foi lançado em 2022 com sucesso de crítica e comercial, tornando-se o 28º filme de maior bilheteria do ano. Escrevendo para o The A.V. Club, Katie Rife chamou Madison de uma artista de destaque no filme.
2024–presente: Avanço com Anora
Em 2024, Madison teve um papel coadjuvante na minissérie Lady in the Lake. Ela foi escalada por Sean Baker no filme de drama romântico Anora como a stripper titular e trabalhadora do sexo. O personagem foi escrito para Madison depois que Baker assistiu suas performances em Scream e Once Upon a Time in Hollywood. Para o papel, ela estudou russo e realizou suas próprias acrobacias, incluindo duas cenas de luta. O filme estreou no Festival de Cinema de Cannes de 2024 com aclamação da crítica, ganhando a Palma de Ouro. Tornou-se um sucesso comercial arrecadando mais de US$ 30 milhões em todo o mundo contra seu orçamento de US$ 6 milhões. Richard Lawson, da Vanity Fair, elogiou o sotaque do Brooklyn de Madison, dizendo que sua atuação foi "grande e vívida, impetuosa, mas charmosa". Sua atuação lhe rendeu o prêmio Oscar de Melhor Atriz e BAFTA de Melhor Atriz em Papel Principal, além de indicações ao Globo de Ouro e ao SAG Award na mesma categoria.
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