Nata da una famiglia contadina, fin da giovanissima manifestò un carattere ribelle, che la spinse ad allontanarsi da casa dapprima per lavorare in un opificio a Treviglio, e a trasferirsi poi a Milano dove lavorò come dattilografa in un ufficio. Contemporaneamente studiò recitazione all'Accademia dei Filodrammatici fino ad esordire con piccole parti. Debuttò nel cinema nel 1933, e il grande successo arrivò già l'anno seguente con l'interpretazione nel film La signora di tutti (1934), in cui impersonò una fascinosa e ammaliante avventuriera. Il film fu un trionfo, e l'attrice iniziò a ricevere una proposta di lavoro dietro l'altra. Tra i film girati dalla Miranda negli anni immediatamente successivi al film di Ophüls si annovera Passaporto rosso (1935), drammatica vicenda di emigrati che dall'Argentina fa ritorno in Italia. Fu tale il successo ottenuto in Italia ed in altri paesi europei (Francia, Germania, Austria) che alla fine degli anni trenta l'attrice venne richiesta dai produttori di Hollywood, intenzionati a trasformarla nella risposta italiana a Marlene Dietrich. La Miranda venne accolta negli Stati Uniti con un certo clamore: al suo arrivo a Hollywood. Splendide immagini furono scattate dai migliori fotografi hollywoodiani, che la ritrassero in pose fatalissime e promossero la sua immagine presso il pubblico. Del 1939 è l'esordio americano con Hotel Imperial , un giallo in cui l'attrice recitò accanto a Ray Milland. Le recensioni della critica americana furono ottime. L'anno seguente interpretò La signora dei diamanti (1940), che ottenne un discreto successo, ma le difficoltà ad adattarsi ai sistemi americani e lo scoppio della seconda guerra mondiale riportarono l'attrice in Italia, dove interpreterà altri film quali Malombra (1942) e Zazà (1944). Nel dicembre 1945 venne coinvolta in un grave incidente stradale, a seguito dell'impatto con un camion alleato sulla via Nomentana in Roma, ma riuscì comunque a riprendersi e a proseguire la carriera cinematografica. Il film Le mura di Malapaga (1948), le fece guadagnare il Prix d'interprétation féminine al Festival di Cannes, mentre il regista Max Ophüls la rivolle nel 1950 per Il piacere e l'amoreì.  Fu forse questo l'ultimo ruolo di prestigio che le venne offerto dal cinema. Negli anni cinquanta sono comunque da ricordare anche le interpretazioni nell'episodio  del film Siamo donne (1953), ne Gli sbandati  (1955), I colpevoli  (1956), La febbre del possesso  (1957). A partire dal dopoguerra, l'attrice aveva inoltre rivolto l'attenzione alla carriera teatrale, che la portò nei decenni seguenti a recitare con successo negli Stati Uniti, in Francia e in Inghilterra 1959. L'ultima apparizione cinematografica degna di nota dell'attrice fu quella della contessa Stein nel film Il portiere di notte (1974). Dopo la scomparsa nel 1981 del marito, l'attore e regista Alfredo Guarini, l'anno seguente la Miranda apparve per l'ultima volta sul grande schermo nel film Apocalisse di un terremoto (1982). Morì in solitudine, dopo un lungo ricovero presso l'Ospedale C.T.O. della Garbatella a Roma. È sepolta nel cimitero romano del Verano.