ولدت فاطمة مظهر فى مدينة القاهرة في عام 1943، وتخرجت من قسم اللغة الإنكليزية بكلية الآداب، ثم التحقت فيما بعد بالمعهد العالي للفنون المسرحية.
شاركت في عدد كبير من الأفلام منذ حقبة السبعينيات وحتى التسعينيات، منها (الأحضان الدافئة، بائعة الحب، الاتحاد النسائي)، كما شاركت في بطولة العديد من المسلسلات التلفزيونية، منها (القاهرة والناس، أبنائي الأعزاء شكراً، برج الأكابر، الماضي يعود الآن).
رفض أحمد مظهر - والذي تولى تربية أخته - خوضها تجربة التمثيل، مبرراً موقفه بأنها ما زالت صغيرة، حيث كان حريصاً على مستقبلها التعليمي، خاصة أن فاطمة تمكست بدخول عالم الفن خلال دراستها الجامعية، وهو ما رفضه شقيها أحمد مظهر بشدة.
وقالت فاطمة مظهر عام 1972 في تصريح لها، إنها عرفت أن أخيها كان محقاً حين حاول منعها من التمثيل قبل الانتهاء من دراستها، حيث رأت الفرحة عارمة في عين أخيها، وغيّر أحمد مظهر رأيه وتركها تخوض التجربة كما تحب وأدركت من حينها أهمية التعليم ومدى حب أخاها لها.
بعد العديد من الأعمال الناجحة والمشوار الفني الذي امتد لما يزيد على ثلاثين عاماً، فضلت الفنانة الراحلة الابتعاد تماماً عن الأضواء والعيش في هدوء، مقررة الاعتزال.