Артистка родилась 12 августа 1954 года в Узбекистане. Ее мать была из Уфы, а отец проходил там срочную службу. После свадьбы пара переехала. Родственникам отца будущей знаменитости его супруга не пришлась по душе. Они постоянно пытались познакомить мужчину с местными красавицами. Противостоять родным он не смог и развелся с супругой. На тот момент в семье уже было трое детей.
Сама Матлюба Алимова всегда говорила, что не злилась на папу. После школы она уехала в Москву и поступила во ВГИК. Уже в 1980-х она стала звездой. Лента "Цыган" принесла молодой красавице деньги и всенародное признание. В кинокартине "Возвращение Будулая" актриса позднее сыграла цыганку Настю. От нее были в восторге все. В 1990-х она была вынуждена вернуть на родину и уйти из кино, но через десять лет вернулась и снова стала сниматься.
Матлюба Алимова была замужем лишь однажды. Ее избранником стал студент режиссерского факультета ВГИКа. Мурат Ахметов оказался слишком ревнивым человеком. Он так и не смог смириться с тем, что на красивую жену все обращают внимание, а она в какой-то момент устала терпеть постоянные скандалы.
Из-за неудавшейся личной жизни артистка потихоньку пришла к вере. В последние годы она живет в Сретенском монастыре, игумен которого также окончил ВГИК. Они много общаются. О своей карьере и славе 67-летняя звезда советского кино говорит не очень охотно.