Старшая дочь Великого Князя Кирилла Владимировича и Великой Княгини Виктории Фёдоровны (урождённой принцессы Саксен-Кобург-Готской и Великобританской). Родилась в январе 1907 года и, в соответствии с указом Николая II, была причислена к Российскому Императорскому Дому. В 1924 году княжна императорской крови Мария Кирилловна получила от своего отца, принявшего титул императора Всероссийского Кирилла I, титул Великой Княжны.
В 1930-х годах в Нови-Сад под покровительством королевы Марии действовало Русско-сербское благотворительное общество Великой княжны Марии Кирилловны, оказывавшее помощь нуждающимся русским беженцам.
25 ноября 1925 года в Кобурге Мария вступила в брак со своим троюродным братом Карлом (1898—1946) — наследным принцем Лейнингенским. Он — сын князя Эмиха фон Лейнинген (1866—1939) и принцессы Феодоры фон Гогенлоэ-Лангенбург (1866—1932) — в 1939 году стал VI-м князем Лейнингенским. В этом браке родилось 7 детей:
Во время Второй мировой войны муж Марии, князь Карл, служил в кригсмарине, в 1946 году был взят в советский плен, где умер 2 августа 1946 года в лагере для военнопленных в Саранске (Мордовская АССР). Сама Мария Кирилловна умерла от сердечного приступа 25 октября 1951 года в Мадриде.
Сегодня внук великой княгини Марии Кирилловны Андрей (род. 1955) — VIII князь Лейнингенский — возглавляет Лейнингенский княжеский дом. Старший брат Андрея (Андреса) — Карл Эмих (род. 1952) — был лишён главенства из-за морганатического брака с Габриэллой Тиссен.