Gerçek adı hatice Yıldız Levent olan Muazzez Ersoy, 9 Ağustos 1958 tarihinde İstanbul'da dünyaya geldi. Çocukluk ve gençlik yıllarını Kasımpaşa'da geçirdi. Müzikle ilgilenmesinde en büyük etken, annesinin müziğe olan ilgi ve sevgisi oldu.
Annesinin bu tutkusu sanatçıyı gençlik yıllarında etkisi altına aldı ve ortaokulu bitirdikten sonra öğrenimini müzik dersleri alarak sürdürmeye karar verdi. Bu yıllarda İrfan Özbakır ve Baki Duyarlar gibi değerli müzik hocalarından dersler aldı.
Sanatçı, tezgahtarlık yaparak kazandığı birikimlerini, müzik derslerine yatırdı. 1974 yılında küçük yaşta evlendi ve iki yıl evli kaldı. Bu evlilikten Ender isminde bir oğlu oldu. Eşinden ayrıldıktan hemen sonra müzik dersleri almaya devam etti.
Muazzez Ersoy, ilk olarak 1982 yılında İstanbul Pembe Köşk Gazinosu'nda assolist olarak sahneye çıktı. 1985 yılında TRT Ankara Radyosu'nun açmış olduğu sınava katıldı, ancak kazanamadı. Bu başarısızlık, sonraki çalışmaları için itici bir güç oldu.
1989 yılında TRT Ankara Radyosu şeflerinden değerli üstat Cahit Ünyaylar'la çalışmaya başladı. Muazzez Ersoy, 1990 yılında TRT'ye gönderdiği, yorumu kendine ait olan altı eserle denetimden geçti ve ekranlardan da dinleyicilerine seslenmeye başladı.
Bir çok altın ve platin plakla ödüllendirilen Muazzez Ersoy, 1998 yılında Kültür Bakanlığı'nın önerisiyle, dönemin Cumhurbaşkanı Süleyman Demirel tarafından "Devlet Sanatçılığı"na lâyık görüldü.