มัณฑนาเกิดที่บ้านสวนสุพรรณ ที่พำนักของเจ้าคุณพระประยุรวงศ์ (เจ้าคุณจอมมารดาแพ ในรัชกาลที่ 5) (เป็นที่ประทับตามพระนามพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมขุนสุพรรณภาควดี) เป็นบุตรคนที่สี่ในจำนวนหกคนของหลวงสิริราชทรัพย์ (ชัย โมรากุล) (2439-2504) ข้าราชการกรมบัญชีกลางเชื้อสายจีน[2] กับผัน โมรากุล (สกุลเดิม เครือสุวรรณ) ซึ่งเป็นครูละครในบ้านสวนสุพรรณ

ชื่อของมัณฑนานั้นมีการเปลี่ยนแปลงมาหลายครั้ง เมื่อแรกเกิด เป็นเวลาที่บิดาได้เลื่อนบรรดาศักดิ์จากขุนขึ้นเป็นหลวง เจ้าคุณพระประยุรวงศ์ จึงเมตตาตั้งชื่อให้ว่า "เจริญ" เพราะเกิดมาพร้อมกับความเจริญของบิดา ในช่วงหนึ่งได้มีโอกาสเล่นละครร่วมกับคณะบรรทมสินธุ์ของพระยาอนิรุทธเทวา (หม่อมหลวงฟื้น พึ่งบุญ) ท่านจึงให้ชื่อสำหรับใช้เล่นละครว่า แสงจำเริญ ต่อมาได้ไปฝึกการขับร้องเพลงกับครูสกนธ์ มิตรานนท์ เมื่อพ.ศ. 2482 จึงเปลี่ยนให้ชื่อเป็น จุรี และครั้งหลังที่สุดจอมพลแปลก พิบูลสงคราม ได้เปลี่ยนชื่อให้เป็น มัณฑนา เมื่อพ.ศ. 2485[3]

มัณฑนาได้ฝึกร้องเพลงครั้งแรกกับมิสแมคแคน ที่ในโบสถ์พระคริสต์ จังหวัดนครศรีธรรมราช และเริ่มหัดร้องเพลงไทยเดิมกับครูเจอ บุรานนท์ (มารดาของสุลาลีวัลย์ สุวรรณทัต) ที่ในบ้านสวนสุพรรณ ภายหลังเกิดแรงบันดาลใจจากการขับร้องเพลงไทยสากลของจำรัส สุวคนธ์ บวกกับมีความชื่นชอบในการขับร้องเพลงไทยสากลอยู่แล้ว จึงได้ฝึกขับร้องเพลงไทยสากลอย่างจริงจังจาก ครูสกนธ์ มิตรานนท์, ครูเวส สุนทรจามร และครูสริ ยงยุทธ รวมถึงฝึกฝนด้วยตนเอง

ด้านการศึกษา เข้ารับการศึกษาที่โรงเรียนเสาวภา แต่จบเพียงชั้นมัธยมปีที่ 2 เพราะฐานะทางบ้านไม่อำนวย จึงได้แต่หัดร้องเพลงกับครูสกนธ์ มิตรานนท์ และครูพิมพ์ พวงนาค โดยเล่นละครวิทยุกับคณะจารุกนกอยู่ระยะหนึ่ง จนมีโอกาสได้บันทึกเสียงเพลงไทยสากลเพลงแรกเมื่อพ.ศ. 2482 กับห้าง ต. เง็กชวน คือเพลง "น้ำเหนือบ่า" แต่งโดยครูพิมพ์ พวงนาค

ต่อมาได้มีโอกาสไปขับร้องเพลงในงานวันประสูติของพระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าอาทิตย์ทิพอาภา ณ พระที่นั่งอัมพรสถาน พระราชวังดุสิต เมื่อวันที่ 24 กรกฎาคม พ.ศ. 2483 มัณฑนาจึงได้รับการชักชวนจาก พันตรีวิลาศ โอสถานนท์ อธิบดีกรมโฆษณาการในขณะนั้น ให้ไปเป็นนักร้องของวงดนตรีโฆษณาการในวันถัดมา ซึ่งขณะนั้นมีอายุ 16 ปี จึงยังบรรจุเป็นข้าราชการไม่ได้ ต้องบรรจุในตำแหน่งพนักงานวิสามัญ(ลูกจ้าง)ก่อน จนมีอายุครบตามกำหนดจึงได้เลื่อนเป็นนักร้อง นับเป็นนักร้องหญิงคนแรกของวง

ในช่วงที่รับราชการในกรมโฆษณาการ มัณฑนาได้ขับร้องเพลงปลุกใจ และเพลงพระราชนิพนธ์ รวมถึงเพลงไทยสากลประเภทต่างๆไว้เป็นจำนวนมากกว่า 200 เพลง ลักษณะการร้อง เธอเป็นนักร้องหญิงคนแรก ๆ ของไทย ที่นำการใช้ลูกคอแบบตะวันตกมาใช้ร้องในเพลงไทย เพื่อช่วยการร้องให้เกิดเสียงสูง เรียกว่า "เสียงสมอง" นอกจากนี้ ยังได้รับหน้าที่โฆษกหญิงยุคต้นของกรมโฆษณาการด้วย เธอเป็นสมาชิกของวงดนตรีกรมโฆษณาการและสุนทราภรณ์ 10 ปี และลาออกเมื่อพ.ศ. 2494 เพื่อสมรสกับบุญยงค์ เกียรติวงศ์ มีบุตร-ธิดารวมสี่คน

หลังจากลาออกจากราชการ มัณฑนาได้ร่วมกับสามีทำกิจการโรงภาพยนตร์ศรีพรานนกและสร้างภาพยนตร์ในระยะหนึ่ง ด้านการร้องเพลงก็ได้มาร่วมร้องในรายการโทรทัศน์เป็นครั้งคราว จนถึงพ.ศ. 2515 จึงเลิกร้องเพลงอย่างถาวรด้วยเหตุผลทางสุขภาพ และอยู่กับบุตร-ธิดาที่บ้านย่านพุทธมณฑลสาย 2 แต่ยังปรากฏตัวตามงานคอนเสิร์ตการกุศลบ้าง เช่น

• คอนเสิร์ต "ดาวประดับฟ้า มัณฑนา โมรากุล" จัดขึ้น ณ ศูนย์วัฒนธรรมแห่งประเทศไทย เมื่อวันที่ 21 พฤษภาคม พ.ศ. 2538 ในโอกาสครบรอบ 72 ปี
• คอนเสิร์ต "นิมิตใหม่ ใช่เพียงฝัน 80 ปีมัณฑนา โมรากุล" จัดโดยกรมศิลปากร ร่วมกับกรมประชาสัมพันธ์ ณ โรงละครแห่งชาติ เมื่อวันที่ 16 พฤศจิกายน พ.ศ. 2546
• คอนเสิร์ตการกุศล "ย้อนเวลากับมัณฑนา โมรากุล" เมื่อวันที่ 25 มีนาคม พ.ศ. 2550 ณ ศูนย์มานุษยวิทยาสิรินธร ในโอกาสครบรอบ 84 ปี [4]
• คอนเสิร์ต "ดาวประดับฟ้า มัณฑนา โมรากุล ศิลปินแห่งชาติ" จัดขึ้น ณ หอประชุมกรมประชาสัมพันธ์ เมื่อวันที่ 18 เมษายน พ.ศ. 2553 ในโอกาสได้รับการเชิดชูเกียรติเป็นศิลปินแห่งชาติ สาขาศิลปะการแสดง (เพลงไทยสากล - ขับร้อง) ประจำปีพ.ศ. 2552 และมีอายุครบ 87 ปี[5]