Nel 1997 ha assunto il ruolo della Principessa Cecilia nell'operaLiten Karin, dall'originale diIvar Hallström del 1897 ed eseguita aVadstena, ottenendo il plauso delmagazine ingleseOpera, che ha così definito la sua interpretazione: "Il mezzo(soprano) Malena Ernman è stato davvero espressivo nel ruolo della Principessa Cecilia, sorella del re Erik XIV".[3] L'anno successivo ha interpretato il ruolo di Rosina neIl barbiere di Siviglia, diGioachino Rossini presso l'Opera reale svedese di Stoccolma, ottenendo nuovamente una recensione positiva dal magazine inglese, che sostenne come l'interpretazione mostrasse una "tecnica impressionante, rappresentando il personaggio con un beffardo e genuino umorismo".[4]
Nel 2009 prese parte alMelodifestival con il singoloLa voix, composto daFredrik Kempe e scritto da Kempe e dalla stessa cantante. Esibitasi nella quarta semifinale si classificò 1ª, preannunciando la vittoria nella finale del concorso canoro svedese che dalla sua fondazione funge da metodo diselezione nazionale per l'Eurovision Song Contest. In seguito alla vittoria ottenne il diritto di rappresentare laSvezia all'Eurovision Song Contest 2009 diMosca, inRussia. Sorteggiata per la partecipazione nella prima semifinale, si classificò al 4º posto, avanzando verso la finale, dove si classificò 21ª. L'abito utilizzato durante le esibizioni, che ha avuto il costo di 400 000corone, è stato disegnato da Camilla Thurin.[5]
È sposata con l'attore svedese Svante Thunberg (figlio diOlof Thunberg). La coppia ha due figlie; la prima,Greta, nata nel 2003, è una nota attivistaambientalista. Nel 2005 nasce la loro seconda figlia, Beata.[6] La Ernman sostiene pubblicamente l'accordo di Parigi ed è una nota ambientalista[7], aderente al movimentoFlight Shame promosso dal suo connazionaleBjörn Ferry. Con il marito ha pubblicato nell'agosto 2018 il libroScener ur hjärtat ("Scene dal cuore"), raccontando la sua vita e quella della famiglia.