Мирто Папатанасиу родилась в Лариссе и окончила консерваторию в своем родном городе, после чего совершенствовала свое мастерство в Фессалониках и Милане. Ее профессиональный дебют состоялся в Фессалониках в опере Монтеверди «Поединок Танкреда и Клоринды». Вскоре после этого певица начала активную исполнительскую деятельность, дебютировав в Teatro Carlo Felice в Генуе и венском Theater an der Wien (Донна Анна в «Дон Жуане» Моцарта), на оперном фестивале в Висбадене, Teatro Filarmonico в Вероне и римской Академии Santa Cecilia (Фьордилиджи в «Так поступают все женщины» Моцарта), Опере Монте-Карло и туринском Teatro Reggio (Каролина в «Тайном браке» Чимарозы), парижской Opera Comique (София в «Синьоре Брускино» Россини), в венском Konzerthaus (Джулия в «Шелковой лестнице» Россини).
В сезоне 2006/07 Мирто Папатанасиу успешно дебютировала в Нидерландской опере («Дон Жуан» Моцарта), амстердамском Concertgebouw (Анна в «Магомете II» Россини), Teatro Lirico в Кальяри, Teatro Bellini в Катании, а также в Римской опере в новой постановке «Травиаты» Верди, осуществленной Франко Дзефирелли. Позже состоялся дебют певицы в роли Сифара в «Митридате» Моцарта на сцене брюссельского театра La Monnaie, Новом Национальном театре в Токио (Графиня в «Свадьбе Фигаро» Моцарта), Уэльской национальной опере (Виолетта в «Травиате» Верди). В числе будущих творческих планов певицы – возвращение в Римскую оперу (Недда в «Паяцах» Леонкавалло), венский Theater an der Wien, Teatro Lirico в Кальяри, Teatro Bellini в Катании, во Фламандскую оперу в Антверпене (Семирамида в одноименной опере Россини) и болонский Teatro Comunale (Виттелия в «Милосердии Тита» Моцарта).