Майя Санса родилась в семье итальянки и иранца. В возрасте 14 лет начала обучение актёрскому мастерству в своей римской школе, позже переехала в Лондон и окончила там Гилдхоллскую школу музыки и театра (1999). В скором времени известный итальянский кинорежиссёр Марко Беллоккьо отобрал Майю для съёмок в своём фильме «Кормилица» (1999). Майя Санса также исполнила одну из главных ролей в фильме Беллоккьо «Здравствуй, ночь» (2003), за что была удостоена Премии Франческо Пазинетти в категории «Лучшая актриса» на юбилейном 60-м Венецианском кинофестивале (2003).
Свободно владеет итальянским, английским и французским языками.