가수 원미연은 1965년 서울에서 4녀 중 3녀로 태어났다.중앙대학교 재학중이던 1985년, MBC 대학가요제 본선에 〈들녘에서〉라는 곡으로 본선에 참가했지만 수상은 하지 못했다.하지만 이후 이종환이 진행하던 인기 라디오 방송인 《밤의 디스크 쇼》에도 출연하며, 85년 대학가요제 앨범에도 수상자가 아님에도 참가곡이 수록되었다.
이후 원미연은 1986년에 KBS 특채 탤랜트로 채용되며 배우로서도 활동했다. 이어 1989년에 1집인 〈혼자이고 싶어요〉라는 곡으로 가수 활동을 했으며, 1991년에 발표한 2집 〈이별여행〉, 〈조금은 깊은 사랑〉이 연달아 히트했다.
1992년에 발매된 3집은 강수지, 서태지 등이 참여한 음반으로 화제를 이끌어 냈다.2009년에는 윤종신이 작곡한 곡으로 첫 디지털 싱글 〈문득 떠오른 사람〉을 발표했다. 2000년대 들어서는 주로 예능 쪽으로 많은 활동을 하고 있다.
1990년대 말부터 활동이 뜸해질 무렵에 당시 갓 부산에 개국한 부산교통방송에서 DJ 제의를 받았고, 그렇게 부산에 내려가서 한동안 라디오 DJ를 했다.
2004년 원미연은 당시 40세 나이에 방송국 엔지니어로 근무하는 박성국과 결혼했다.남편은 1971년생으로 6살 연하이다. 두사람은 슬하에 1녀(2005년생)를 두고 있다.
복면가왕 28차 경연에서 김치 치즈 스마일이라는 가명으로 오랜만에 노래 실력을 보여 줬다. 딸 친구들이 엄마 히트곡이 뭐냐고 묻는다고 하며, 엄마가 가수라는 모습을 보여 주기 위해 참여했다고 밝혔다.
2017년 4월 싱글 음반 《소리 질러》를 발표했다.
2019년 4월 26일 유튜브에서 사연과 신청곡을 받아 노래하는 'Song For You'라는 컨텐츠를 시작했다.원미연은 2006년까지 해운대에서 '라이브 하우스'를 운영했고, 지금은 일산에서 음식점을 운영하고 있다.