Michèle Vergne estudió de 1962 a 1966 en el École Normal Supérieure de jeunes filles, el cual hoy es parte del ENS.
Con Nicole Berline, se convirtió en un vínculo entre las fórmulas de punto fijo Atiyah-Bott y la fórmula de carácter Kirillov, en 1985.
En 1992, dio una conferencia plenaria en el primer Congreso Europeo de Matemáticas en París (Cohomologie equivariante et formules de caracteres).
En 2008 fue Emmy-Noether, profesora visitante en la Universidad de Göttingen.
Michèle Vergne estuvo casada con Victor Kac.