Michèle Baumgartner grandit à Colmar, où son père est neurochirurgien à l'hôpital Pasteur. Elle fait scandale au sortir du conservatoire en jouant nue sur scène[1]. Elle trouve son premier rôle à la télévision dans Les Brebis égarées (1979) de la série policière Commissaire Moulin, épisode qui met fin à un premier cycle de 13 épisodes. Michèle Baumgartner fait une forte impression dans ce téléfilm, ce qui lui vaut deux autres rôles à la télévision : un épisode de Médecins de nuit (Léone, en 1980) et un rôle récurrent dans la série Madame S.O.S. en 1982 avec Annie Cordy.
Mère de deux enfants, dont David Milliat, journaliste et présentateur de l'émission "Le jour du Seigneur", Michèle Baumgartner meurt le [2]. Dans son livre autobiographique Les Bijoux de pacotille[1], paru en 2015, sa fille, la comédienne Céline Milliat-Baumgartner (née en 1976), raconte que ses parents sont décédés dans un accident de la route à l'entrée du tunnel de Saint-Germain-en-Laye.