妻は女優のトレイシー・ポラン、子供は長男のサム、双子の娘スカイラー・フランシス、アクイナ・キャスリーン、三女のエズメ・アナベラの1男3女。またフォックスは2006年にアメリカ国籍を取得したが、母国のカナダ・アメリカ共に二重国籍を容認しているため国籍を放棄せず二重国籍となっている。
俳優活動から退いた後『スチュアート・リトル』などのアニメ映画の声優などを行っていたが、2004年アメリカのテレビドラマ『Scrubs』へのゲスト出演でテレビ復帰。日本では2006年4月28日放送のフジテレビの「金曜エンターテイメント」の『人体再生ロマンSPもう一度抱きしめたい』の番組内で、自伝『ラッキー・マン』を題材にした再現ドラマが放送された。2006年10月20日に、翌月に投票を控えたアメリカ合衆国2006年中間選挙に際し、難病治療のためのES細胞研究の支持を表明していたミズーリ州選挙区の民主党上院議員候補クレア・マカスクルの応援CMに出演し久しぶりに公の場に姿を現した。ところがこのCMやこれに合わせて出演した番組のインタビュー映像などで、体を大きく揺らすなど非常に激しい挙動をとったため「パーキンソン病を誇大に宣伝するための演技ではないか」と一部で疑いがもたれた。中でも著名ラジオパーソナリティとして知られるラッシュ・リンボーは自身の番組で「彼はCM中、終始所狭しと動き震えていた。彼は自分の病気を誇張している。本当に恥知らずだ。恐らくこれは演技か、敢えて薬を飲まずに撮影したのだろう」と発言。この非難に対しフォックスは各種ニュース番組に生出演。「あれはパーキンソンのありのままの姿。普段プルプル震えてたり、顔面が硬直しているのは必死に挙動を抑えているからなんだ」と反論し、直後にリンボーは自身の発言を取り下げフォックスに対して全面謝罪した。2010年2月28日、カナダ出身ということで、バンクーバーオリンピックの閉会式で元気な姿を見せ、順調な回復をアピールした。また、2010年からは弁護士のドラマ『グッド・ワイフ』の第2シーズンより準レギュラーで出演している。ケニングと言う神経疾患で運動機能の障害を持った弁護士の役で、フォックス自身のパーキンソン病が役の上に投影されている。2013年9月より約13年ぶりの主演テレビドラマ『マイケル・J・フォックス・ショウ』の放送が開始された。
頌栄女子学院高等学校の卒業間際に森永製菓のキャンペーンガール「森永スイート・ガール」に応募して採用され、1956年、スカウトにより東宝に入社。清楚で整った顔立ちから「日本のグレース・ケリー」のキャッチフレーズで、同年の三船敏郎主演の映画『ならず者』で映画デビュー。『サザエさん』シリーズ、『サラリーマン出世太閤記』シリーズや特撮ものなど幅広い作品に出演。家庭的な女性役がハマり役となった。清楚さ・知的な美貌を生かした役柄を多く演じ、人気を博した。1961年には小津安二郎監督が東宝で撮った映画『小早川家の秋』にも出演している。1956年『空の大怪獣ラドン』のヒロインをはじめとして特撮映画にも多数出演。一方で、1957年には『大番』で初舞台を踏んだ。1964年、ラジオのディスクジョッキーを務めた際に日活のスターだった二谷英明と意気投合し、結婚。映画会社の垣根を越えての結婚は話題を呼んだ。同年に長女・友里恵を出産。家庭を持ったのを機に活動の場をテレビドラマへ移行し、1965年の日本テレビ系『奥様はトップレディ』でテレビドラマ初出演。1980年代前半から『家族ゲーム』を筆頭に母親役を演じ、若年層からも広く支持されて「母親にしたい女性タレント」の上位ランクインの常連となった。プライベート面や撮影所での様子に関しては、特に母親役を演じる機会が増えた1980年代以降、テレビ・雑誌で本人の口から語られることはほとんどなくベールに包まれている部分も多いが、出演したドラマの関係者からはよく「アドリブが多い」と言われる。1983年の『家族ゲーム』などでの共演により長渕剛とは深い親交があり、1985年には長渕が作曲のシングル「おあいそして」で歌手デビューも果たしている。また、1988年から1989年にかけて放送された『純ちゃんの応援歌』で親子役として共演した笑福亭鶴瓶とも親しく、2009年3月30日・4月6日に放送された『鶴瓶の家族に乾杯』では、21年ぶりに鶴瓶と共にドラマのロケ地であった和歌山県の日高川町を訪れている。同事務所に所属した松嶋菜々子とは互いに「親友」と呼び合う間柄で、共演作品も多かった。2004年、就寝中にベッドから転倒して軽傷を負った際には、高齢であったこともあり関係者から復帰が危惧されたが、短期間で無事に復帰した。夫の二谷とは仲むつまじい夫婦生活から「おしどり夫婦」として知られ、1988年から1993年にかけてJR「フルムーン夫婦グリーンパス」のCMに2人で出演した。2012年に夫・英明が死去した後は仕事量を徐々に抑えて、主だった作品では2014年のフジテレビ系『ブラック・プレジデント』が最後の出演となった。東京都目黒区の自宅から東京都港区の友里恵宅に転居し生活していたが2016年6月14日に浴室内で倒れて心肺停止の状態で病院に搬送され、心不全のため急逝した。79歳没。葬儀は友里恵が喪主を務め、同年6月18日に東京都渋谷区にある祥雲寺にて営まれた。葬儀には通夜に秋元康、伊藤歩、井上真央、音無美紀子、菅野美穂、見城徹、志穂美悦子、津川雅彦、藤澤恵麻、松嶋菜々子、村井国夫、薬丸裕英が、告別式に王貞治、司葉子、石田純一、長渕剛、東尾修、山本浩二らが参列した。