1928년 3월의 첫 번째 수요일에 태어났다. 일본 추리소설 1세대 작가로 잘 알려진, 필명 니키 에쓰코로 주로 활동했지만, 다수의 동화를 본명인 오이 미에코로 발표했다. 네 살 때 척추카리에스에 걸려 걸을 수 없게 되자 가정 학습으로 공부했고, 서른을 즈음해 수술을 받고 휠체어 생활을 할 수 있게 될 때까지 작품 활동도 누워서 했다.
미야자와 겐지의 동화를 읽고 깊은 감명을 받아 동화를 쓰게 된 오이 미에코는 1954년 그림 잡지 《어린이 클럽》에 「흰 구름, 검은 구름」이 입선되면서 본격적으로 동화 작가 활동을 시작했다. 이후 잡지와 동인지에 백여 편의 동화를 발표했고, 그중 「메모아르 미술관」 「어느 물웅덩이의 일생」 「거짓말쟁이 여우」 등은 일본 국어 교과서에 실리기도 했다. 1956년부터는 열렬한 추리소설 애독자인 언니의 영향으로 추리소설을 쓰기 시작, 1957년 『고양이는 알고 있다』로 에도가와란포상을, 1981년 단편 「빨간 고양이」로 일본추리작가협회상을 수상했다. 특유의 밝고 경쾌한 작풍은 동화뿐만 아니라 추리 세계에서도 유감없이 발휘되어 추리소설의 독자층을 한층 넓혔다는 평을 받았다. 장애 문제를 비롯해 전쟁에 동원되었던 큰오빠가 전사하는 가슴 아픈 일들을 겪으면서 반전운동에도 적극 참여함과 더불어 전쟁의 상처와 아픔을 기록하는 일에 힘썼다. 1986년 11월, 지병인 신부전증이 악화되어 세상을 떠날 때까지 짧은 생 동안 니키 에쓰코·오이 미에코라는 이름으로 남긴 많은 작품들은 영화와 드라마 등으로 제작되었으며, 사후에도 그녀를 기리는 작품집이 여러 형태로 꾸준히 간행되고 있다.