Родилась в Москве. Училась в Высшем театральном училище им. Б.В.Щукина и во ВГИКе, который окончила в 1996 г. (курс М.А.Глузского). С 1996 г. работает в театре Ленком. Играла в спектаклях "Безумный день, или Женитьба Фигаро" (Фаншетта), "Две женщины" (Верочка), "Тартюф" (Эльмира), "Город миллионеров", "Варвар и еретик" (мадемуазель Бланш), "Плач палача" (Актриса Эвредика) "Визит дамы" (Клара Цаханассьян). Занята в спектакле "Ленкома"  "Шут Балакирев"(Екатерина Алексеевна).

Работа в Театре Наций: «Опыт освоения пьесы «Чайка» системой Станиславского» (Нина Заречная), «Федра. Золотой колос» (Федра / Вера Ивановна Павлова) и «Кармен. Исход» (Кармен) - постановки А. Жолдака; «Калигула» (Цезония, реж. Э. Някрошюс)

Сниматься в кино начала еще в детстве - "Приключения Тома Сойера и Гекльберри Финна". Среди фильмов и сериалов с участием Мироновой – "Свадьба", «Русский бунт»,  «Олигарх», «Дневной дозор», «Ночной дозор», «Гибель империи», «Статский советник», «Три мушкетёра», «Родина», «Землетрясение», "Садовое кольцо", "Доктор Рихтер".

В декабре 2006 года присвоено звание Заслуженной артистки России.

Помимо работы в театре и кино Мария Миронова поддерживает культурно-общественные и благотворительные проекты: с 2008 г. - соучредитель и президент Фонда поддержки деятелей искусства «Артист». Входит в арт-дирекцию фестиваля «Территория»

Лауреат премии имени Евгения Леонова (1998).

Приз Веры Холодной за исполнение главной роли в фильме «Свадьба» (2000)

Лауреат премии Центрального Дома актёра имени А. А. Яблочкиной «Актёрская удача» за роль Федры / Веры Ивановны в спектакле Театра Наций «Федра. Золотой Колос» (2006)

Лауреат национальной театральной премии «Золотая Маска» в номинации «Лучшая женская роль» (спектакль «Федра. Золотой колос», 2007)

Лауреат премии российских деловых кругов «Кумир» в номинации «Лучшая актриса года» (2007)

Лауреат премии «Звезда театрала» — «Лучшая актриса пятилетия» (2008)

Лауреат национальной актёрской премии имени Андрея Миронова «Фигаро» (2011)

«Хрустальная Турандот» за лучшую женскую роль сезона - Марина Мнишек, спектакль «Борис Годунов», театр «Ленком» (2015)