Hija de una educadora y activista social abierta, Yousafzai fue una excelente estudiante. Su padre, quien estableció y administró la escuela a la que asistía, Khushal Girls High School and College en la ciudad de Mingora, la animó a seguir su camino. En 2007, el valle de Swat, que alguna vez fue un destino de vacaciones, fue invadido por el TTP. Liderado por Maulana Fazlullah, el TTP comenzó a imponer una estricta ley islámica, destruyó o cerró las escuelas de niñas, prohibió a las mujeres cualquier papel activo en la sociedad y llevó a cabo atentados suicidas. Yousafzai y su familia huyeron de la región por su seguridad, pero regresaron cuando las tensiones y la violencia disminuyeron.
El 1 de septiembre de 2008, cuando Yousafzai tenía 11 años, su padre la llevó a un club de prensa local en Peshawar para protestar por el cierre de las escuelas, y pronunció su primer discurso: ¿Cómo se atreven los talibanes a quitarme mi derecho básico a la educación? Su discurso se publicitó en todo Pakistán. Hacia finales de 2008, el TTP anunció que todas las escuelas de niñas en Swat se cerrarían el 15 de enero de 2009. La British Broadcasting Corporation (BBC) se acercó al padre de Yousafzai en busca de alguien que pudiera escribirles un blog sobre cómo era. vivir bajo la regla TTP. Con el nombre de Gul Makai, Yousafzai comenzó a escribir entradas regulares para BBC Urdu sobre su vida diaria. Escribió desde enero hasta principios de marzo de ese año 35 entradas que también fueron traducidas al inglés. Mientras tanto, el TTP cerró todas las escuelas de niñas en Swat y destruyó más de 100 de ellas.
En febrero de 2009, Yousafzai hizo su primera aparición en televisión, cuando fue entrevistada por el periodista paquistaní y presentador de programas de entrevistas Hamid Mir en el programa de actualidad de Pakistán Capital Talk. A finales de febrero, el TTP, en respuesta a una creciente reacción violenta en todo Pakistán, acordó un alto el fuego, levantó la restricción contra las niñas y les permitió asistir a la escuela con la condición de que llevaran burkas. Sin embargo, la violencia resurgió solo unos meses después, en mayo, y la familia Yousafzai se vio obligada a buscar refugio fuera de Swat hasta que el ejército paquistaní pudo expulsar el TTP. A principios de 2009, el reportero del New York Times, Adam Ellick, trabajó con Yousafzai para hacer un documental, Class Dismissed, un artículo de 13 minutos sobre el cierre de la escuela. Ellick hizo una segunda película con ella, titulada La odisea de una colegiala. The New York Times publicó ambas películas en su sitio web en 2009. Ese verano se reunió con el enviado especial de Estados Unidos a Afganistán y Pakistán, Richard Holbrooke, y le pidió que la ayudara en su esfuerzo por proteger la educación de las niñas en Pakistán.
Con las continuas apariciones en televisión y la cobertura de Yousafzai en los medios de comunicación locales e internacionales, en diciembre de 2009 se hizo evidente que ella era la joven bloguera de la BBC. Una vez que se conoció su identidad, comenzó a recibir un amplio reconocimiento por su activismo. En octubre de 2011 fue nominada por el activista de derechos humanos Desmond Tutu para el Premio Internacional por la Paz de los Niños. En diciembre de ese año recibió el primer Premio Nacional de la Paz para la Juventud de Pakistán (más tarde rebautizado como Premio Nacional de la Paz de Malala).
El 9 de octubre de 2012, Yousafzai recibió un disparo en la cabeza de un pistolero del TTP mientras se dirigía a casa desde la escuela. Fazlullah y el TTP asumieron la responsabilidad del atentado contra su vida. Ella sobrevivió al ataque y fue trasladada en avión desde Peshawar a Birmingham, Inglaterra, para ser operada. El incidente provocó protestas y su causa se retomó en todo el mundo, incluido el enviado especial de la ONU para la educación global, Gordon Brown, quien presentó una petición que pedía que todos los niños de todo el mundo regresaran a la escuela para 2015. Esa petición condujo a la ratificación del primer proyecto de ley sobre el derecho a la educación de Pakistán.
En diciembre de 2012, el presidente de Pakistán, Asif Ali Zardari, anunció el lanzamiento de un fondo de educación de $ 10 millones en honor de Yousafzai. Casi al mismo tiempo, el Fondo Malala fue establecido por Vital Voices Global Partnership para apoyar la educación de todas las niñas de todo el mundo.
Yousafzai se recuperó y se quedó con su familia en Birmingham, donde volvió a sus estudios y al activismo. Por primera vez desde que le dispararon, hizo una aparición pública el 12 de julio de 2013, su cumpleaños número 16, y se dirigió a una audiencia de 500 personas en las Naciones Unidas en la ciudad de Nueva York. Entre sus muchos premios, en 2013 Yousafzai ganó el Premio de Derechos Humanos de las Naciones Unidas, que se otorga cada cinco años. Fue nombrada una de las personas más influyentes de la revista Time en 2013 y apareció en una de las siete portadas que se imprimieron para ese número.
Con Christina Lamb (corresponsal en el extranjero de The Sunday Times), Yousafzai fue coautor de un libro de memorias, Soy Malala: La niña que defendió la educación y fue baleada por los talibanes (2013). También escribió el libro de imágenes Malala's Magic Pencil (2017), que se basó en su infancia. En 2014 se convirtió en la persona más joven en ganar la Medalla de la Libertad, otorgada por el National Constitution Center en Filadelfia a figuras públicas que luchan por la libertad de las personas en todo el mundo. Nominado al Premio Nobel de la Paz en 2013 pero superado ese año, Yousafzai en 2014 ganó el premio, convirtiéndose en el premio Nobel más joven.
Después de ganar el Premio Nobel, Yousafzai continuó asistiendo a la escuela en Inglaterra (se graduó de la Universidad de Oxford en 2020) mientras usaba su perfil público mejorado para llamar la atención sobre cuestiones de derechos humanos en todo el mundo. En julio de 2015, con el apoyo del Fondo Malala, abrió una escuela para niñas en el Líbano para refugiados de la Guerra Civil Siria. Habló de su trabajo con los refugiados y de su propio desplazamiento en We Are Displaced (2019).