Macy Gray wurde 1967 in Ohio geboren und wuchs dort auch auf. Nach dem Besuch der Western Reserve Academy in Hudson zog sie 1998 nach Los Angeles. Ihren ersten kommerziellen Auftritt hatte sie als Gastsängerin beim Song Love Won't Wait des 1998 erschienenen DebütalbumsBehind the Front der Black Eyed Peas. In Deutschland wurde sie unter anderem dadurch bekannt, dass der Sender SWR3 sie 1999 nach einigen Radioeinspielungen zum New Pop Festival einlud.
2001 gewann sie einen Grammy in der Kategorie Beste weibliche Gesangsdarbietung – Pop (Best Female Pop Vocal Performance) für ihren Erfolgstitel I Try, der außerdem als Single des Jahres und in einer weiteren Kategorie nominiert war.[1] Anschließend arbeitete sie gemeinsam mit Fatboy Slim, den Black Eyed Peas und Slick Rick an dem Stück The World Is Yours, das auf dem Soundtrack zu Rush Hour 2 erschien. Im Film Training Day trat sie erstmals als Schauspielerin auf.
Als ihr beim Singen der amerikanischen Nationalhymne The Star-Spangled Banner in der Pro Football Hall of Fame 2001 zwischenzeitlich der Text entfiel, wurde sie ausgebuht.[2] Ihr im selben Jahr veröffentlichtes Album The Id erhielt in den USA und Großbritannien jeweils eine Gold-Auszeichnung. An der Auskopplung Sweet Baby arbeiteten John Frusciante und Erykah Badu mit.
Danach tauchte sie kurz in dem Sam-Raimi-Film Spider-Man (2002) sowie in In 80 Tagen um die Welt mit Jackie Chan, Scary Movie 3 und Training Day auf. In Spider-Man spielte sie sich selbst bei einem Auftritt beim fiktiven World Unity Festival. Sie ist bis heute in Filmen und gelegentlich auch in Fernsehserien zu sehen.
2002 arbeitete sie an Santanas Album Shaman mit und veröffentlichte im Jahr darauf ihr drittes Album The Trouble with Being Myself. 2005 eröffnete die Macy Gray Music Academy.[3]Am 22. April 2007 trat Gray bei einem Konzert von Prince als musikalischer Gast auf.
Im September 2021 nahm Gray als Atlantis an der dritten Staffel der australischen Version von The Masked Singer teil, in der sie den sechsten Platz erreichte.[4] Von Oktober bis Dezember 2023 war sie als Sea Queen Kandidatin der zehnten Staffel der US-amerikanischen Version, in der sie den vierten Platz belegte.[5] Im Januar 2025 wirkte sie als Toad in the Hole an der sechsten Staffel der britischen Version mit, die sie als Zehntplatzierte beendete.[6]
Macy Gray war von 1996 bis 1998 mit Tracy Hinds verheiratet, mit dem sie drei Kinder hat.