मौसमी यांनी कुटुंबाच्या सुखाकरिता अवघ्या १५ व्या वर्षी जयंत मुखर्जी यांच्याशी विवाह केला. त्यांचे वडील गंभीर आजारी होते, त्यांना आपल्या हयातीत मौसमीचा विवाह करून द्यायचा होता.
१७ व्या वर्षी आई झाल्या आणि हिंदी आणि बंगाली चित्रपटसृष्टीत सर्वाधिक कमाई करणाऱ्या अभिनेत्रींपैकी एक झाल्या. २० व्या वर्षापूर्वी त्यांच्या गॅरेजमध्ये मर्सिडीज कार होती.
मौसमी चॅटर्जी यांनी १९७२ च्या 'अनुराग' चित्रपटाद्वारे बॉलिवूडमध्ये पदार्पण केले. अवघ्या २० व्या वर्षी त्या स्टार झाल्या होत्या.
७० च्या दशकात त्यांनी अमिताभ बच्चनसह सर्वोच्च अभिनेत्यांसोबत हिट चित्रपट दिले. त्यानंतर ८० च्या दशकात त्यांनी सहाय्यक भूमिका करायला सुरुवात केली.
१९९१ मध्ये राजकुमार संतोषी यांच्या 'घायल' चित्रपटात त्यांनी सनी देओल यांच्या भावजयीची भूमिका साकारली होती.
वृत्तानुसार, सनी देओल एक दिवस सेटवर उशिरा पोहोचले, ते फोनवर बोलत राहिले. यामुळे मौसमी इतक्या रागावल्या की त्यांनी त्यांना सर्वांसमोरच फटकारले.
मौसमी चॅटर्जी यांनी सनी देओल यांना फटकारताना त्यांचे वडील धर्मेंद्र यांचा अनादर करण्याबद्दल सांगितले. तर सनी गप्प बसून त्यांचे बोल ऐकत राहिले.