Рођена је 19. децембра 1875. године у Тителу. И дан данас постоје бројне полемике да ли је доприносила Ајнштајновом раду или не.
Била је најстарије дијете родитеља Милоша Марића и мајке Марије. Имала је млађу сестру Зорку и брата Милоша.
На рођењу јој је ишчашен кук, међутим тај хендикеп манифествао се у каснијим годинама када је почела да храмље.
Била је послушно дијете и касније веома посвећена и талентована ученица, поготово у предметима попут математике и физике.
Основну школу завршила је у Руми, 1886. године уписује женску гимназију у Новом Саду, али како у тадашњој Аустроугарској дјевојкама није било дозвољено више образовање, прелази у Краљевску малу реалну гимназију у Сремској Митровици.
Школоваће се и у Шапцу, Загребу, да би 1894. образовање наставила у Цириху јер је то био један од ријетких европских градова који је на факултете примао и жене. Двије године касније уписала је студије медицине, али се пребацила на Државну политехничку школу на студије математике и физике.
Милева је била тек пета жена која је примљена у ову школу.
Тада упознаје седамнаестогодишњег Алберта Ајнштајна који јој је био колега. Након прве двије године успјешних студија, Милева се исписује и одлази у Хајделберг гдје је код нобеловца Филипа Ленарда слушала предавања из теоријске физике гдје проучава фотоелектрични ефекат за који ће Алберт касније добити Нобелову награду.
Такође, на истим предавањима упознала се са четвородимензионалном геометријом која представља математичку базу теорије релативитета која ће прославити Алберта.
Постоје и наводи да су писма која су Милева и Алберт размјењивали, а која су поред њежних изјава садржала и математичке прорачуне, цензурисана како би се умањио Милевин значај.
Ипак, постоје и они који сматрају да нема довољно доказа да је Милева помагала Алберту, тако да ово питање није у потпуности разјашњено ни данас.
Током боравка у Хајделбергу све вријеме се дописивала са Албертом и на студије у Цирих враћа се 1899. године. Веза са Албертом постаје озбиљнија, али њени резултати на студијама постају нешто слабији.
Иако није положила завршне испите сљедеће године, остаје у Цириху као лабораторијски асистент.
Са Албертом планира вјенчање, али обоје знају да он мора имати добро запослење како би издржавао породицу. Све раде како би он то постигао.
Поново не успева да положи испите, а повлачи и своју докторску дисертацију код професора Хајнрика Вебера. Разлог може бити и то што он није желио да Алберта прими за свог асистента, а она није желела да се замјера ни професору ни Алберту.
Након одмора са Албертом на језеру Комо 1901. године сазнаје да је трудна. Она се на кратко враћа у Нови Сад да посјети родитеље, али је тамо и родила ћерку Лисрел. Према неким наводима девојчица је умрла годину дана након рођења, према другим због болести је дата на усвајање у Србији.
Са Албертом се сели у Берн где су се вјенчали у јануару 1903. године. Годину дана касније рођен је њихов син Ханс Алберт. У међувремену је Алберт почео да се дописује са рођаком Елзом у коју је био заљубљен као дјечак. То доводи до погоршања односа са Милевом.
Одлазе на одмор како би стабилизовали свој брак, а 1910. године Милева је родила и другог сина Едуарда.
Алберт 1914. године добија позив да постане редовни професор на Универзитету у Берлину. Милева је прво одбила да прати Алберта, јер је Елза живјела у Берлну. Ипак су се преселили, а Алберт је од Милеве захтијевао посебан начин понашања попут тога да смије да му одговори само када јој се обрати.
Пред избијање Првог свјетског рата Милева се са дјецом вратила у Цирих. Алберт је од ње 1916. године затражио развод брака. Милева се због тога разбољела па је бригу о дјеци на кратко преузела сестра Зорка.
Двије године касније Милева је пристала на развод брака, али се са Албертом договорила да дио новца од Нобелове награде за коју се шушкало да ће је добити, уступи њој што је Алберт и учинио по добијању награде 1922. године. Исте године умро је Милевин отац, а сестра Зорка након два мождана удара проглашена је неспособном.
Милева је то искористила да се стамбено обезбиједи, али је велики дио новца отишао на лијечење млађег сина Едуарда који је 1930. године оболио од шизофреније.
Услед ширења нацизма, Алберт и Елза избегли су у САД. Мајка јој је умрла 1935, сестра три године касније. Исте године њен старији син Ханс Алберт са својом породицом емигрирао је у САД, док Милева остаје у Цириху са Едуардом.
Његово стање бивало је све горе, а Милеви је позлило након једног његовог насилног напада. Она је преминула 4. августа 1948. године, а сахрањена је на гробљу Нордхајм у Цириху.
У близини њене куће у Цириху постављен је споменик 2005. године. Њена биста налази се испред средње школе коју је похађала у Сремској Митровици као и у универзитетском кампусу у Новом Саду.
Средња техничка школа у Тителу носи њено име, а Универзитет у Новом Саду од 1994. године додјељује награду „Милева Марић“ најбољим студентима математике.