Née aux Pays-Bas, Myrthe Vermeulen quitte son pays natal, après une formation au CREA d’Amsterdam, pour poursuivre son parcours théâtral à Paris. Après plusieurs années au Cours Florent, elle intègre en 2021 La Belle Troupe des Amandiers, dirigée par Christophe Rauck. Elle y rencontre Elise de Gaudemaris avec qui elle fonde la compagnie Les Pleureuses en 2024.

À l'issue de sa formation, elle joue dans Kaddish, mémoires, mis en scène par Margaux Eskenazi au Théâtre Nanterre-Amandiers. Elle rejoint ensuite la création 2024-2025 de Julie Duclos, Grand-peur et Misère du III^e Reich de Bertolt Brecht, créée au Théâtre national de Bretagne puis présentée ensuite en tournée, notamment à l'Odéon-Théâtre de L’Europe.

En avril 2026, elle signe sa première mise en scène avec son propre texte, Une autre vie, au Théâtre des Amandiers.

À l'écran, elle tient récemment le rôle principal du court métrage Et ta sœur ?, réalisé par Sarah-Laure Estragnat.