Kunis wurde als Tochter des Maschinenbauingenieurs Mark und der Physiklehrerin Elvira Kunis im sowjetischen Czernowitz in der heutigen Ukraine geboren. Sie hat einen älteren Bruder namens Michael („Mike“), der als Biochemiker arbeitet. 1991, im Alter von sieben Jahren, emigrierte sie mit ihrer Familie nach Los Angeles in Kalifornien, wo sie auch aufwuchs.

In Los Angeles besuchte sie die Hubert Howe Bancroft Middle School und nahm am Nachmittag Schauspielunterricht. So erhielt sie ihre ersten kleineren Rollen in Kinderprogrammen und Fernsehwerbespots. 1994 spielte sie unter anderem in einer Episode von „Zeit der Sehnsucht“ die Rolle der Hope Williams, die sie in ihrer Kindheit darstellte.

Mit 14 Jahren wurde Kunis für die Fernsehserie „Die wilden Siebziger“ gecastet, obwohl sie wegen des geforderten Mindestalters von 18 Jahren zuerst falsche Angaben bezüglich ihres Alters gemacht hatte. Parallel zu ihrer Rolle in der Sitcom ging sie auf die Fairfax Senior High School in Los Angeles, an der sie 2001 ihren Abschluss machte. Kunis sagte oft, dass sie mit Jackie, ihrer Rolle in dieser Serie, nicht viel gemeinsam habe. Sie sei mehr ein „Girl-Next-Door“-Typ mit leicht maskulinem Anstrich. Dessen ungeachtet wurde sie für das Cover des Männermagazins Stuff abgelichtet.

Kunis hatte einige weitere erwähnenswerte Rollen, unter anderem die Hauptrolle im Aerosmith-Musikvideo „Jaded“ sowie in einigen Filmen, wie beispielsweise in „Gia – Preis der Schönheit“, wo sie Angelina Jolies Rolle Gia im Teenager-Alter spielt. Außerdem in „The Book of Eli“ neben Denzel Washington. Kunis ist zudem die Synchronstimme von Meg Griffin in der Zeichentrickserie „Family Guy“.

Für ihre Rolle in „Black Swan“ erhielt sie viel Lob und den Marcello-Mastroianni-Preis der Filmfestspiele von Venedig. Außerdem erhielt Kunis eine Nominierung für den Golden Globe in der Kategorie „Beste Nebendarstellerin“. 2011 spielte sie die Hauptrolle der Jamie im Spielfilm „Freunde mit gewissen Vorzügen“ und stand dabei neben Justin Timberlake vor der Kamera.

2012 war sie neben Mark Wahlberg in der Komödie „Ted“ des Family-Guy-Erfinders Seth MacFarlane in der weiblichen Hauptrolle der Lori Collins zu sehen. Von 2002 bis Januar 2011 war Kunis mit dem ehemaligen Kinderstar Macaulay Culkin liiert. Seit Mitte 2012 ist Kunis mit ihrem Schauspielkollegen Ashton Kutcher aus „Die wilden Siebziger“ zusammen, seit dem 4. Juli 2015 sind beide verheiratet. Das Paar hat eine Tochter und einen Sohn.

Kunis ist jüdischen Glaubens, bezeichnete sich selbst in einer US-Talkshow allerdings als „schlechte Jüdin“, weil sie sich nicht allzu sehr an das Brauchtum halte.

Kunis hat verschiedenfarbige Augen (Iris-Heterochromie), das eine ist grün, das andere braun. Außerdem war sie nach eigener Aussage mehrere Jahre auf einem Auge blind. Erst durch eine Operation konnte die Sehfähigkeit auf dem blinden Auge wieder hergestellt werden.