11 Şubat 1974 yılında İstanbul'da doğdu. Babasının subay olmasından dolayı birçok şehirde yaşayan Ayça Mutlugil, 1996 yılında Marmara Üniversitesi Çevre Mühendisliği'ni tamamladıktan sonra eğitimine devam ederek İstanbul Üniversitesi Devlet Konservatuarı Tiyatro Bölümü'ne girdi ve 2000 yılında buradan mezun oldu. Sonrasında Londra'ya giderek burada da oyunculuk üzerine eğitimler aldı.
2000-2003 yılları arasında TRT 1'de yayınlanan Yedi Numara dizisinde oynadığı Ayten karakteri ile izleyici tarafından benimsendi.
Oyunculuk dışında senaryo yazarlığı da yapan Ayça Mutlugil birçok ünlü yapımın senaryosunu yazmış ve katkıda bulunmuştur.
Yedi Numara dizisinde birlikte rol aldığı Taner Ertürkler ile evlenen Ayça Mutlugil, 1 çocuk annesidir.