瑪麗亞·尼古拉耶芙娜·羅曼諾娃於1899年6月26日在俄羅斯帝國聖彼得堡彼得霍夫宮出生。瑪麗亞有四位手足，分別是奧爾加·尼古拉耶芙娜·羅曼諾娃女大公、塔季揚娜·尼古拉耶芙娜·羅曼諾娃女大公、阿納斯塔西婭·尼古拉耶芙娜·羅曼諾娃女大公和阿列克謝·尼古拉耶維奇·羅曼諾夫皇儲。其俄羅斯頭銜“Великая Княжна”最精確的英文翻譯是“Grand Princess”，意味著，身為“imperial highness”，瑪麗亞的級別比歐洲其他被稱為“royal highnesses”的公主更高。然而，為了符合其父母打算以簡樸的方式來養育子女的想法，甚至連僕人也用她的名字加父稱瑪麗亞·尼古拉耶芙娜來稱呼女大公。有時，人們也會用其名字的法語譯文“瑪麗”或俄羅斯暱稱“瑪莎”和”瑪什卡”來稱呼她。
同代人將瑪麗亞描述成一個漂亮，輕佻的女孩，她身材圓潤，有一頭淺棕色的秀髮和一雙被家人稱為“瑪麗的茶碟（Marie's saucers）”的藍色的大眼睛。她的法國導師皮埃爾·吉利亞爾說瑪麗亞個子高，體格健壯，臉頰紅潤。塔季揚娜·博特基娜認為瑪麗亞的眼神“溫柔且親切”。從呱呱墜地到蹣跚學步，瑪麗亞的外貌好比波提切利筆下的天使。因其天性善良，弗拉基米爾·亞歷山德羅維奇大公給她起綽號為“和藹可親的寶貝（The Amiable Baby）”。當瑪麗亞還是個蹣跚學步的小孩時，曾在沐浴時逃走，赤身裸體地在宮殿走廊里跑來跑去，而她思想不集中的愛爾蘭保育員——瑪格麗塔·伊格爾喜歡政治，當時正在和朋友談論德雷福斯事件。“幸運的是，我恰好在那時抵達，並把她抱回到伊格爾小姐身邊，她還在談論德雷福斯。”瑪麗亞的姑姑奧爾加·亞歷山德羅芙娜女大公回憶道。
