Michèle Moreau est la fille unique de Louis Guillaume (1911-1988) et d'Odette Lucas (1914-2011), née le 26 février 1935 à Paris 14è. Elle est l'épouse de Jean-François Moreau depuis le 1er juin 1965. Elle exerça la profession d'infirmière puis de Cadre Technique Supérieur à l'Assistance Publique-Hôpitaux de Paris de 1957 à 1995. Elle est membre fondatrice et trésorière de l'Adamap.