A absolvit Facultatea de Drept, în cadrul Universității București, în 1989. A urmat studii post-universitare în Drept Internațional Public și Privat la Facultatea de Drept, Universitatea din Nisa (1990-1991) și are un master în Drept Internațional Public și Comparativ, Facultatea de Drept, Universitatea George Washington din Washington D.C. (1991-1992).
A fost magistrat stagiar și magistrat în București (1989-1991).
În cadrul Ministerului Afacerilor Externe, a deținut mai multe funcții: diplomat, Departamentul Drepturile Omului și Departamentul Drept Internațional și Tratate (1991-1994); director adjunct al Departamentului Drepturile Omului (1994-1996); director, șef al Departamentului Uniunea Europeană (1996-1997) și director general, șef al Departamentului European și Euro-Atlantic (1997-1999).
A fost ambasador al României în Regatul Țărilor de Jos și Reprezentant Permanent al României pe lângă Organizația pentru Interzicerea Armelor Chimice (OIAC), în perioada 1999-2001.
Mihnea Motoc a revenit în MAE, unde a fost secretar de stat pentru Integrare Europeană și Afaceri Multilaterale (2001-2003).
A îndeplinit și alte atribuții: președinte al Autorității Naționale de Securitate (2001, 2002), coordonator național al Pactului de Stabilitate pentru Europa de Sud-Est (2001-2003), președinte al Comisiei Interministeriale pentru aderarea României la NATO (2001-2003) și șef al delegației României la negocierile pentru aderarea la NATO (2003).
A fost reprezentant al României în Consiliul de Securitate al ONU (2004-2005), ambasador extraordinar și plenipotențiar, Reprezentant Permanent al României pe lângă ONU — New York (2003-2008).
A deținut funcția de Șef al Reprezentanței Permanente a României pe lângă UE (mart. 2008 — aug. 2015).
Președinții României l-au decorat cu Ordinul național ''Pentru Merit'' al României în grad de Comandor, ''pentru servicii deosebite aduse în politica externă a țării'' (2000) și cu Ordinul ''Meritul Diplomatic'' în grad de Ofițer ''în semn de înaltă apreciere pentru activitatea remarcabilă desfășurată în cadrul Ministerului Afacerilor Externe, prin care a asigurat reprezentarea cu succes a strategiilor de politica externă ale României'' (2007).
Președintele Klaus Iohannis a semnat, la 11 august 2015, decretul privind acreditarea lui Mihnea Motoc în calitatea de ambasador al României în Regatul Unit al Marii Britanii și Irlandei de Nord.
Mihnea Motoc și-a început mandatul de ambasador al României în Regatul Unit al Marii Britanii și Irlandei de Nord, la 11 septembrie 2015.
