Родилась в Бухаресте 8 сентября 1870 года и стала первой румынской принцессой, которая принадлежала к дому Гогенцоллерн-Зигмарингенов. Через месяц была крещена в Румынской православной церкви в монастыре Котрочень (недалеко от нынешнего дворца Котрочень)[1]. В семье юную принцессу называли Mariechen[1] (возможно, как дань уважения немецкому происхождению её родителей) или Itty (от «маленькая»)[2]. Описывалась как красивая и не по годам развитая девочка, поскольку якобы она любила разглядывать географические карты и определяла разные страны уже в возрасте двух с половиной лет[1]. Незадолго до смерти принцесса Мария сказала матери, что когда-нибудь ей хотелось бы оседлать звезду[2].
5 апреля 1874 года принцесса заболела скарлатиной. В то время в столице бушевала эпидемия. Её немедленно перевезли в замок Пелеш. Несмотря на то, что несколько врачей делали всё возможное, юная принцесса умерла 9 апреля и была похоронена в монастыре Котрочень. По указанию Елизаветы на надгробии Марии вырезали библейский стих: «Не плачьте; она не умерла, но спит» (Лк.8:52)[1].
Панихида состоялась в церкви на территории королевского дворца Котрочень[3]. Гроб, покрытый белым атласом с серебряным кружевом, по размерам был для взрослого человека, поскольку тело маленькой принцессы было заключено в несколько гробов, помещённых один в другой. После богослужения по румынскому православному обряду кортеж проследовал через дворцовые сады к месту захоронения рядом с дворцовой церковью. В этих садах всего полдюжины дней назад она играла со своей няней[3].
Родители Марии были убиты горем. 5 мая того же года Кароль написал своему отцу Карлу Антону Гогенцоллерн-Зигмарингену, что они с Елизаветой намереваются переехать во дворец Котрочень, чтобы быть поближе к месту упокоения дочери[3]. В отношениях супругов начался разлад, и больше детей у них не было[1].
В 1916 году Елизавета умерла и, согласно её желанию, останки Марии были эксгумированы, и гроб помещён на гроб королевы на время погребальной процессии. Затем мать и дочь были похоронены вместе в одной гробнице в Успенском соборе в Куртя-де-Арджеш[1].