Miembro de una de las grandes dinastías de actores hispanohablante, Malena es hija del gran Héctor Alterio y hermana de Ernesto Alterio. Nació en Buenos Aires, pero antes de cumplir un año su familia tuvo que huir de Argentina rumbo a España huyendo de la dictadura. Criada en Madrid, el destino de Malena, considerando sus antecedentes familiares, parecía escrito.

Estudió interpretación en la escuela de Cristina Rota, pero no fue hasta 1998, después de foguearse en el mundo del teatro, que encuentra ocasión de debutar en la pequeña pantalla. Lo hace en un episodio de la serie "Hermanas".

Dos años después consigue una nominación al Goya como mejor actriz revelación por su primera película, "El palo". Desde entonces compagina cine ("Torremolinos 73", "Días de cine", "La torre de Suso") con una exitosa carrera televisiva cuyo punto álgido es su participación en "Aquí no hay quien viva".