Муж — Николай Петрович Шубинский (1853—1921) — депутат Государственной думы III и IV созывов, известный московский присяжный поверенный, юрист и адвокат.
Мария Ермолова родилась в Москве 3 (15) июля 1853 года в семье суфлёра Малого театра Николая Ермолова; дед Алексей Семенович Ермолов был в свое время крепостным скрипачом князей Волконских, получив вольную, поступил в театр гардеробмейстером. Увлекшись театральным искусством, он и своих детей устроил на то же поприще. Его сын Николай Алексеевич, прежде чем стать суфлёром, был драматическим артистом и автором нескольких водевилей, шедших на сценах Московской императорской труппы, однако известно, что особым талантом его творчество не отмечалось.
В 1862 году Мария поступила в балетный класс Московского театрального училища. Однако способностей к балету она не обнаружила. В то же время, участвуя в массовых сценах балетов, опер и драматических спектаклей, Ермолова становилась свидетельницей творчества крупнейших мастеров сцены. В свободные вечера ученицы училища разыгрывали спектакли, в которых раскрывалось большое драматическое дарование Ермоловой.
В 1866 году отец Ермоловой, знавший о страстном увлечении дочери драматической сценой, разрешил ей сыграть на своём бенефисе роль разбитной девчонки-кокетки Фаншетты в водевиле «Жених нарасхват» Д. Т. Ленского. Это была первая её роль, но она не принесла ей успеха.
В 1870 году Надежда Медведева решила дать Ермоловой главную роль в своем бенефисе. В спектакле «Эмилия Галотти», премьера которого состоялась 30 января 1870 года, Ермолова проявила мощный сценический темперамент и удивительную искренность. Этот спектакль пользовался огромным успехом.
В 1871 году Ермолова закончила театральное училище и была принята в труппу Малого театра. В первые годы Ермоловой не поручали серьёзных ролей, ей приходилось играть роли легкомысленных барышень в комедиях и водевилях. Дарование Ермоловой, главным образом трагическое и героическое, не получало своего раскрытия.
В 1870-1880 знакомится с многочисленными деятелями культуры и литературы, пишет выступления для вечера встреч. О ней стала писать критика. Однажды знакомится с актёром Шубинским, своим будущим мужем. Он заканчивает юридический факультет, собираясь посвятить праву свою будущую деятельность. Но он посещает много нелегальных встреч, и за ним устанавливается слежка. С 1870-х Ермолова начинает играть настоящие роли, которые ей интересны, которые её увлекают.
В 1873 году Ермолова исполнила роль Катерины в пьесе «Гроза». Работа над этой ролью продолжалась несколько лет. Катерина Ермоловой поднималась над бытом, жила в своём мире любви и мечтаний; это была русская женщина, исполненная внутренней силы и готовности к героическому самопожертвованию.
Спустя три года на своём бенефисе Ермолова играла Лауренсию в пьесе Лопе де Вега «Овечий источник». Вот что писал об этой роли Н. И. Стороженко:
В 1890-е играет пьесы символистов: Гауптмана, Ибсена, Горького. Играет Вассу Железнову в одноименной пьесе М. Горького о противостоянии двух женщин разного времени — Вассы и Рахиль. Ермолова играет Вассу старую и мудрую. Много занималась в училище с актёрами. Получила звание народной артистки. В 1923 уходит со сцены. Муж у неё рано умер. Она была одинока, мало кого принимала. В 1928 году уснула и больше не проснулась.
Похоронена, согласно завещанию, во Владыкино. Впоследствии перезахоронена на Новодевичьем кладбище рядом с Чеховым, Станиславским и актёрами МХТ.