มาช่า วัฒนพานิช เกิดเมื่อวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2513 ที่ประเทศเยอรมนี เธอเป็นลูกครึ่งไทย-เยอรมัน บิดาเป็นชาวไทยชื่อธานินทร์ วัฒนพานิช ส่วนมารดาเป็นชาวเยอรมันชื่ออีริส[5] ปู่คือรักษ์ศักดิ์ วัฒนพานิช อดีตอธิบดีกรมประชาสัมพันธ์[9] มาช่ามีน้องสาวร่วมบิดามารดาคนหนึ่งชื่อธนานุช วัฒนพานิช และนามสกุล วัฒนพานิช ของเธอก็เป็นนามสกุลเดียวกับวิไลวรรณ วัฒนพานิช นักแสดงที่มีชื่อเสียงในอดีต[9]

เธอเคยศึกษาอยู่โรงเรียนราชินี และศึกษาต่อที่โรงเรียนเบญจมราชาลัยจนจบชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ต่อจากนั้นจึงไปศึกษาต่อที่โรงเรียนอัสสัมชัญพาณิชยการจนจบการศึกษา ซึ่งช่วงนั้นเธอได้เข้าวงการแล้ว[5] เธอแสดงภาพยนตร์เรื่องแรกเรื่อง ตำรวจเหล็ก เธอใช้ชื่อในการแสดงว่า พิม วัฒนพานิช ตั้งให้โดยคมน์ อรรคเดช โดยตัดอักษรมาจาก พรพิมล (พรพิมล มั่นฤทัย) ด้วยเหตุผลที่ว่า "ชื่อฝรั่ง สายหนังไม่คุ้นเคยจะไม่ซื้อหนัง [ภาพยนตร์]"[9] และบริษัทที่ผลิตนั้นก็เกรงว่าผู้ชมจะเรียกชื่อของเธอเพี้ยนเป็น "มาช้า"[9] จนเมื่อเข้าสู่วงการเพลง เธอจึงกลับมาใช้ชื่อเป็น "มาช่า" จนถึงปัจจุบัน[9]