Nata a Oak Ridge, nello stato del Tennessee, Megan Fox ha ben tre origini: nativa americana, francese e irlandese. Figlia di Macey Tonachio e Frank Fox, nata da una famiglia molto povera, è cresciuta fin dai primi anni nella vicina Rockwood, Tennessee. A cinque anni si è avvicinata al mondo della danza ed intorno ai dieci si è trasferita in Florida, dove ha finito i suoi studi scolastici. I primi contatti con il mondo dello spettacolo e della moda li ebbe a tredici anni dopo aver vinto numerosi premi alla American Modeling and Talent Convention di Hilton Head (South Carolina) nel 1999. Nel 2006, data la sua sorprendente bellezza, si è classificata al 68° posto tra le donne più sexy del mondo secondo il magazine FHM, nella classifica di Maxim del 2007 si è classificata addirittura già 18°. Nel 2008 riesce ad arrivare al 1° posto delle donne più sexy del mondo sempre secondo FHM. Ha una sorella più grande e attualmente vive a Los Angeles da sola, a causa della rottura con l'attore Brian Austin Green.
Nel 2007 è nel cast del film Transformers di Michael Bay, prodotto da Steven Spielberg; ha anche preso parte a How to Lose Friends & Alienate People al fianco di Kirsten Dunst, Simon Pegg, Jeff Bridges, e Gillian Anderson.
Nel 2009 sarà la protagonista di Jennifer's Body, e tornera a vestire i panni di Mikaela Banes in Transformers 2: Revenge of the Fallen accanto a Shia LaBeouf.