Родилась в Москве 28 мая 1973 года в актёрской семье Екатерины Градовой и Андрея Миронова. Сниматься в кино начала еще в детстве - у Станислава Говорухина в "Приключениях Тома Сойера и Гекльберри Финна" сыграла Бекки Тэтчер.

Училась в ВТУ имени Б.В.Щукина, в 1993 перевелась во ВГИК (курс М.Глузского).

С 1996 г. Мария Миронова 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), "Борис Годунов" (Марина Мнишек). 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)

Мария активно снимается в кино. Среди фильмов и сериалов с её участием – "Свадьба", "Русский бунт", "Олигарх", "Дневной дозор", "Ночной дозор", "Девять месяцев", "Гибель империи", "Статский советник", "Человек с бульвара Капуцинок", "Снайпер. Оружие возмездия", "Три мушкетёра", "О любви", "Следователь Тихонов", "Родина", "Землетрясение", "Салют 7", "Садовое кольцо", "Доктор Рихтер", "Сын", "Громкая связь", "Миллиард", "Холоп"  и др.

В декабре 2006 г. М. Мироновой присвоено звание "Заслуженная артистка России".

Помимо работы в театре и кино, Мария Миронова поддерживает культурно-общественные и благотворительные проекты: с 2008  - 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)

В марте 2020 присвоено звание Народной артистки России