Mari Pangestu adalah anak dari ekonom terkenal Indonesia, J. Panglaykim. Ia memperoleh gelar Bachelor dan Master of Economics dari the Australian National University, serta gelar Ph.D. dalam bidang Perdagangan Internasional, Keuangan, dan Ekonomi Moneter dari Universitas California, Davis pada tahun 1986. Sebelum menjabat sebagai Menteri Perdagangan, Mari Pangestu telah lama aktif dalam berbagai forum perdagangan seperti PECC dan adalah salah seorang peneliti ekonomi terpandang di Indonesia. Mari Pangestu juga dulunya aktif mengajar di Fakultas Ekonomi Universitas Indonesia. Selain itu ia juga adalah seorang ekonom dari CSIS.
Mari Pangestu menikah dengan Adi Harsono dan memiliki dua orang anak, Raymond dan Arya.