Bárbara Mori se convirtió en abuela hace un año y medio cuando nació la pequeña Mila, producto de la relación sentimental de la modelo brasileña con su hijo Sergio Mayer Mori.

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De ancestros españoles, libaneses y japoneses, a la edad de tres años sus padres se divorciaron quedando con sus dos hermanos, a cargo de su padre. Pasó su infancia viajando entre México y Uruguay, cuando tenía 12 años de edad, se trasladó a la Ciudad de México con su padre y hermanos para vivir y establecerse definitivamente.

A la edad de 14 años, mientras ayudaba en la pizzería de su padre, llamada "La Nona" en la Colonia Insurgentes Mixcoac en México, conoce al diseñador Marcos Toledo, con quien trabajó como modelo por algunos años. Tras quebrar la pizzería trabajó un tiempo en el restaurante japonés "Chico" ubicado en la colonia Del Valle; más adelante inicia estudios de actuación en el CEA Televisa, los cuales no concluye.

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Comienza su carrera participando en las telenovelas de TV Azteca. Su primer melodrama fue Tric, trac en 1997. Sin embargo, Mori saltó a la fama interpretando a Mónica, en Mirada de mujer, en el año 1997. Más adelante protagoniza Azul tequila.

En el 2004 firma contrato con la cadena Televisa y protagonizó Rubí, al lado de Eduardo Santamarina, Jacqueline Bracamontes y Sebastián Rulli.

En el 2005 protagoniza la película La mujer de mi hermano, basada en la novela del mismo nombre de Jaime Bayly, grabada en Santiago de Chile, con producción peruana, argentina, mexicana y de los Estados Unidos. Esta película recibió críticas diversas. Además, también, hace la voz en español de Cappy, en la cinta animada, Robots.