Formée au Max Reinhardt Seminar à Vienne, Monika Bleibtreu a ensuite été engagée par les plus grands théâtres germanophones, comme le Burgtheater de Vienne, les Kammerspiele de Munich, le Schauspielhaus de Hambourg ou encore la Schaubühne, la Freie Volksbühne et le Schiller Theater de Berlin.

Depuis 2000, elle n'a plus d'engagements fixes au théâtre, mais on pourra la voir à partir de novembre 2001 aux Kammerspiele de Hambourg dans une pièce de Martin Sherman, Rose. Sous la houlette de Franz Peter Wirth, cette comédienne fait face pour la première fois à la caméra en 1969 dans la fiction Change. Elle intervient ensuite dans de nombreuses productions : pour la chaîne ARD dans Lemminge (1979) et Variation (1983) de Michael Haneke dans les années 70 et 80, puis dans Rosenzweigs Freiheit (Das Erste, 1998, réalisation: Liliane Targownik) et Single sucht Nachwuchs (Das Erste, 1998, réalisation: Uwe Janson). Trois ans après ses débuts à la télévision, Monica Bleibtreu reçoit la « Caméra d’or » pour ses prestations de comédienne. On peut la voir débuter au cinéma dans Ludwig, requiem pour un roi vierge" de Hans Jürgen Syberberg. Elle apparaît ensuite dans de nombreux films, et notamment dans le grand succès international de Tom Tykwer Cours, Lola, Cours (1998) où elle joue aux côtés de son fils Moritz Bleibtreu, ainsi que dans Marlene (2000, réalisation: Joseph Vilsmaier). Elle incarne aussi la femme de Brecht, Helene Weigel, dans le film de Jan Schütte Adieu – le dernier été de Brecht (2000), aux côtés de Josef Bierbichler. De 1993 à 1998, Monica Bleibtreu donne également des cours d'art dramatique à la Hochschule für Musik und Theater de Hambourg.