मृणालिनी ने छोटी उम्र में दक्षिण भारतीय शास्त्रीय नृत्य भरतनाट्यम और कत्थकली सीखना शुरू कर दिया था. साल 1942 में उन्होंने जाने-माने भौतिकविज्ञानी विक्रम साराभाई से शादी की, जो भारतीय अंतरिक्ष कार्यक्रम के जनक माने जाते हैं. उनके बच्चों कार्तिकेय और मल्लिका ने भी नृत्य और रंगमंच में करियर बनाया.