Originaria di Hannover, Maria ha debuttato recitando giovanissima in un teatro statale della sua citta, nel 1983. Quello stesso anno, ha iniziato a formarsi professionalmente come attrice presso il Max Reinhardt Seminar di Vienna. Tre anni dopo, si e trasferita a Berlino.
Insieme al regista Dani Levy, ha scritto la sceneggiatura della commedia Robbykallepaul nel 1988, per la quale ha sostenuto il suo primo ruolo cinematografico. Alla seconda coproduzione con Levy per I Was on Mars, e stata insignita con il Max-Ophuls-Prize nel 1992.
A seguire, tra gli altri, ci sono stati i film: Einer meiner altesten Freunded (1993, regista: Rainer Kaufmann), Burning Love (1993, regista: Peter Welz), Flirt (1994, diretto da Hal Hartley), Nobody Loves Me (1994, regista: Dors Dorrie), Silent Night (1996, regista: Dani Levy), The Unfish (1996, regista: Robert Dornhelm), Am I Beautiful? (1997, regista: Doris Dorrie), Die Giraffe (1998, regista: Dani Levy/Maria Schrader), Aimee & Jaguar (1998, regista: Max Farberbock), Emil and the Detectives (2000, regista: Franziska Buch), Josephine (2001, regista: Rajko Grilic), Vater (2002, regista: Dani Levy), Le Valigie di Tulse Luper (2003, regista: Peter Greenaway), Rosenstrasse (2003, regista: Margarethe vonTrotta), Snowland (2005, regista: Hans W. Geissendorfer) e In Darkness (2011, regista: Agnieszka Holland).
Maria Schrader ha ricevuto numerosi premi per le sue interpretazioni. Dopo aver vinto il Bavarian Film Award (1995/1999) e il Federal Film Award (1995/1999), ha ottenuto l'Orso d'Oro alla Berlinale del 1999 (insieme a Juliane Kohler) come Miglior Attrice per il drammatico Aimee & Jaguar di Max Farberbock.
Maria Schrader ha debuttato dietro la macchina da presa con il film Love Life, presentato in anteprima alla Festa del Cinema di Roma nel 2007, di cui ha firmato anche la sceneggiatura insieme a Laila Stieler, un adattamento tratto dal best seller dell'autore israeliano Zeruya Shalev. Negli ultimi anni, Maria ha ripreso una vivace carriera teatrale.