Madeleine Stowe est née à Eagle Rock, en Californie, d'une mère costa-ricaine et d'un père américain. Etudiante en journalisme à l'University of South California, elle se dirige bientôt vers la comédie et fait ses premières armes au Solari Theater de Beverly Hills. A New York, elle joue dans "The Wager" et "Speaking Of", puis regagne Los Angeles où elle fait ses premières apparitions sur le petit écran, dès 1978, dans des téléfilms et mini-séries telles que "The Nativity", "The Deerslayer", "Beulah Land", "Amazons", "Blood and Orchids"... Découverte sur grand écran en victime consentante dans la comédie/thriller de John Badham Etroite surveillance, où elle partageait la vedette avec Richard Dreyfuss ....