เกรซเป็นบุตรคนที่สองจากทั้งหมดสามคนของชัยโรจน์ มหาดำรงค์กุล (ก่าวโดเจ่ง) กับกลอเรีย มหาดำรงค์กุล[1] ครอบครัวฝ่ายบิดาเป็นชาวไทยเชื้อสายจีนไหหลำแซ่ก่าว[2] ส่วนมารดาเป็นนักแสดงชาวไต้หวันที่มีผลงานในวงการบันเทิงฮ่องกง เธอมีพี่สาวและน้องชายอย่างละหนึ่งคน[3] และได้รับการเลี้ยงดูอย่างชาวจีน[1]

เข้าศึกษาระดับมัธยมศึกษาที่โรงเรียนเซนต์โยเซฟคอนเวนต์ แล้วย้ายไปศึกษาต่อระดับไฮสกูลจากรัฐอินดีแอนา สหรัฐ ปริญญาตรีสาขาโฆษณากราฟิก มหาวิทยาลัยเปปเปอร์ไดน์, ปริญญาโทบริหารธุรกิจจากสถาบันบัณฑิตบริหารธุรกิจศศินทร์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และสาขาการสื่อสารการตลาดแบบบูรณาการ มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์[4] ส่วนตัวนับถือศาสนาคริสต์ แต่ก็ทำกิจกรรมในศาสนาพุทธบ้างในบางครั้ง[1][5] นอกจากนี้เธอยังสามารถพูดได้ถึง 5 ภาษา ได้แก่ ภาษาไทย, กวางตุ้ง, จีนกลาง, อังกฤษ และญี่ปุ่น[4]

นอกจากผลงานในวงการบันเทิงเธอมักทำกิจกรรมช่วยเหลือสังคมต่าง ๆ หลายครั้งจนเป็นที่กล่าวถึง เป็นต้นว่า การช่วยเหลือด้วยการบริจาคสิ่งของในเหตุการณ์อุทกภัยในประเทศไทย พ.ศ. 2554 และแผ่นดินไหวในประเทศเนปาล พ.ศ. 2558 อันทำให้เธอได้รับรางวัลสาวเปรียวในด้านส่งเสริมสังคม และรางวัลศิลปินไทยหัวใจโพธิสัตว์[1][6]

เกรซสมรสกับนาวาอากาศเอก จงเจต วัชรานันท์ เมื่อวันที่ 26 มกราคม พ.ศ. 2555 หลังคบหากัน 8 ปีเมื่อคราวถ่ายภาพยนตร์ ตำนานสมเด็จพระนเรศวรมหาราช[5] การสมรสนี้ได้รับเกียรติจากหม่อมเจ้าชาตรีเฉลิม ยุคล และหม่อมกมลา ยุคล ณ อยุธยาเป็นประธานในพิธี[7][8] ทั้งสองมีบุตรสาวหนึ่งคนชื่อจาติม ที่เกิดจากการอุ้มบุญเพราะทั้งสองมีบุตรยาก[9][10] หลังทำกิฟต์มาแล้ว 12 ครั้งแต่ไม่ประสบความสำเร็จ[11] ต่อมาเธอคลอดบุตรชายชื่อจินต เมื่อวันที่ 26 มีนาคม 2561[12]