Fille d’universitaires anglais et enfant terrible, elle quitte brutalement sa famille à l’âge de 15 ans pour enchaîner les petits boulots dans la capitale. À 25 ans, après un mariage éclair et dix années de vie mouvementée sur fond de « sexe, drogue et rock’n’roll », elle décide, un aller simple en poche, de s’envoler pour l’empire du Soleil-Levant. Une fois arrivée à Tokyo, c’est la désillusion. Elle mène alors une existence des plus austères, vit dans une seule pièce et n’en sort que pour aller travailler. Elle y exerce les métiers de barmaid, éducatrice et, enfin, professeur d’anglais.
Attirée par le cinéma d’animation, elle quitte à 28 ans le Japon pour les États-Unis afin d’y suivre des études de cinéma. Elle obtient finalement son diplôme, mais le caractère violent de ses réalisations lui interdisant tout espoir de large diffusion, Mo Hayder décide de retourner en Angleterre. Elle y occupe un poste dans la sécurité comme « garde du corps », puis se consacre entièrement à l’écriture. Elle vit désormais avec sa fille et son compagnon.
Marquée à vie par les expériences traumatisantes dont ont été victimes plusieurs de ses proches, elle reconnaît volontiers sa fascination pour le morbide et la cruauté qui hantent ses livres. Birdman (Presses de la Cité, 2000), son premier roman, est devenu en très peu de temps un best-seller et s’est vendu à 130 000 exemplaires en Grande-Bretagne. Avec Tokyo, Mo Hayder confirme son statut unanimement reconnu d’étoile montante du roman noir. Elle a reçu pour ce roman le Grand prix des lectrices de Elle 2006 catégorie Policier.
Plusieurs de ses romans (Birdman, L'Homme du soir, Rituel, Skin et Proies) mettent en scène l'inspecteur Jack Caffery, de la brigade criminelle du sud de Londres et Phoebe Marley, surnommée Flea, plongeuse pour la police de Bristol.
Ses livres sont traduits dans une quinzaine de pays.