Il 30 aprile 1900 Maria sposò a Corfù il granduca Georgij Michajlovič di Russia. Georgij, conosciuto in famiglia come Gogi, corteggiò tenacemente Maria, soprannominata a sua volta Minny greca (per distinguerla dall'imperatrice madre di Russia, Maria Feodorovna); ella si rifiutò però di acconsentire alle nozze a meno che non le venisse assicurato il suo posto nella linea di successione ai troni greco e danese. Chiarì subito che non era innamorata del suo corteggiatore quando lo sposò, ma il Granduca era fiducioso nel fatto che i suoi sentimenti sarebbero cresciuti con il tempo.
La coppia ebbe due figlie: Nina, nata il 7 giugno 1901, e Ksenija, nata il 9 agosto 1903; quando furono cresciute Maria colse l'opportunità di passare molto più tempo all'estero, ufficialmente per migliorare la salute delle figlie, ma in realtà per allontanarsi dal marito. Quando scoppiò la prima guerra mondiale ella si trovava in Gran Bretagna e non poté fare ritorno in Russia; in questo periodo si dedicò all'attività di patrocinare un ospedale militare.
Rimase vedova il 30 gennaio 1919, quando il marito venne ucciso dai bolscevichi. Il 16 dicembre 1922 Maria si risposò a Wiesbaden con l'ammiraglio Pericles Ioannides. In seguito morì nella natia Atene durante la Campagna italiana di Grecia (28 ottobre 1940 – 6 aprile 1941)
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