Rođena 1906. godine u Katovicama, u Poljskoj, a odrastala je i školovala se u Nemačkoj, u Getingenu. Još od najranijeg doba, zanimale su je prirodne nauke, a od samog početka imala je podršku svog oca. Kako su porodične veze sa Nilsom Borom i Maksom Bornom uticale na nju, upisuje studije fizike, iako je pokazivala više sklonosti prema matematici. Marija je studirala sa Enrikom Fermijem, Robertom Openhajmerom, Polom Dirakom i Džonom fon Nojmanom. Njene pretpostavke, iznete u doktorskoj disertaciji koju je odbranila 1930. godine, dokazane su tek sredinom šezdesdetih godina.
Nakon udaje za Džozefa Mejera, ona sa svojim mužem odlazi u Ameriku, gde se on zaposlio n a Univerzitetu Džon Hopkins u Baltimoru, a Marija je narednih gotovo deset godina bila volonterka i žena posvećena kući i deci. Ipak, ona nije odustala od nauke. Zajedno sa mužem, objavila je više naučnih članaka iz oblasti hemije, iako joj to nije bila profesija.
Kada je izbio Drugi svetski rat, Marija je, za razliku od svog muža koji je poziv odbio, prihvatila da učestvuje u izradi atomske bombe i tako je po prvi put samostalno učestvovala u naučnom otkriću. Ispitivala je osobine uranijum-florida, supstance iz koje se dobija izotop U-235, koji je osnovni element atomske bombe.
Po završetku rata, Džozef dobila posao na Univerzitetu u Čikagu, a Marija se vraća volontiranju, što će raditi sve do svoje 53. godine, kada počinje da radi pola radnog vremena u Argonskoj nacionalnoj laboratoriji. Tamo je bila zaposlena kao saradnica Edvarda Telera, poznatog nuklearnog fizičara. Tada je konačno počela da se temeljnije bavi naukom i vrlo brzo dolazi do otkrića – naime, zaključila je da stabilnost jezgra i broj izotopa nekog hemijskog elementa zavisi od „magičnih brojeva“, odnosno broja protona i neutrona u jezgru. Slične studije radili su i nemački istraživači na čelu sa Hansom Jensenom, sa kojim Marija objavljuje knjigu „Model nuklearnih ljuski“.
Tokom 1963. godine, za ovo svoje otkriće je, zajedno sa Jensenom i Vignerom, dobla Nobelovu nagradu za fiziku.
Umrla je 1972. godine.
U životu je često citirala sopstvene reči: „Bilo je teško biti žena fizičarka, ali bilo je skoro nemoguće biti udata žena fizičarka“.
