Принцесса Мария родилась в семье Великого герцога Саксен-Веймар-Эйзенахского Карла Фридриха и его супруги великой княгини Марии Павловны, дочери императора Павла I и императрицы Марии Фёдоровны. Мария была племянницей императоров Александра I и Николая I, а также двоюродной сестрой Александра II. Её родной сестрой была германская императрица Августа, супруга императора Вильгельма I.
26 мая 1877 года она вышла замуж за прусского принца Фридриха Карла Александра. Он был младшим сыном короля Пруссии Фридриха Вильгельма III и Луизы Мекленбург-Стрелицкой. В семье родилось трое детей:
Сестра Марии Августа была замужем за кронпринцем Пруссии, в будущем прусским королём и императором. Мария же вышла замуж за простого прусского принца. Она и её муж были постоянно возмущены своим положение при дворе, и тем, что им приходилось подчиняться Августе. Мария соперничала со своей сестрой за подарки, одежду, украшения, окружение, друзей. Так же, как и Августу, Мария не любила и Викторию, следующую кронпринцессу Прусскую за её английское происхождение. Виктория была старшей дочерью английской королевы Виктории.
Принцесса умерла 18 января 1877 года в Берлине. Её сестра Августа пережила её почти на 13 лет.