Mie Østergaard Nielsen ist die Tochter von Benny Nielsen, der unter anderem bei den Olympischen Spielen 1988 Silber über 200 m Schmetterling gewann, sowie Lone Jensen, die ebenfalls Schwimmerin war und zum Beispiel an den Schwimmweltmeisterschaften 1978 teilnahm. Sie lebt in Nørresundby und wird von Eyleifur Jóhannesson trainiert.