Maria Bonnevie s-a nascut in Vasteras, Suedia, este fiica actorilor Jannik Bonnevie si Per Waldvik. Dupa divortul parintilor s-a mutat la Oslo unde a participat in 1991 la o preselectie pentru filmul The White Viking, obtinand unul dintre rolurile principale.
A absolvit Academia de Teatru in 1997 la Stockholm implicandu-se apoi in teatru. Cel mai important rol din cariera sa il constituie cel din ecranizarea cinematografica a best-seller-ului I am Dina din 2002, scris de Herbjorg Wassmo. Interpretarea personajului Dina i-a adus doua premii: Cea mai buna actrita la festivalul Amanda Awards din Norvegia, si la aceeasi categorie in cadrul Montreal World Film Festival. In anul 2004 este nominalizata la Bodil Awards pentru rolul din Reconstruction din 2003. Alte aparitii remarcate sunt in Jerusalem (1997), Insomnia (1997), The 13th Warrior (1999).
Născută în Suedia și crescută în Norvegia, Maria a urmat Academia Națională de Teatru din Suedia. În 1997, în regia lui Ingmar Bergman, Bonnevie a debutat la Royal Dramatic Theatre din Stockholm în piesa "Yvonne, Princess of Burgund". Încă de atunci este membru al teatrului interpretând roluri eponime în producțiile lui August Strindberg, "Miss Julie", și Henrik Ibsen, "Hedda Gabler".
Succesul său cinematografic a venit odată cu filmul "Jerusalem" (1996) în regia lui Bille August, urmat de roluri în "Insomnia" (1997), jucând alături de Stellan Skarsgård; în "Dina" (2002) cu Gerard Depardeiu, rol pentru care a primit premiul pentru Cea Mai Bună Actriță de origine străină la Festivalul Internațional de Film de la Montreal și în filmul "Reconstituirea unei iubiri" (2003) a lui Christoffer Boe, câștigător al premiului pentru debut Camera D’Or la Festivalul de Film de la Cannes, unde a jucat îîmpreună cu Nikolaj Lie Kaas. În 2002, Bonnevie primește distincția Shooting Star din partea European Film Promotion.
În 2007, Maria joacă excepțional în drama rusească "Exilul". Regizat de Andrey Zvyagintsev, filmul a intrat în competiția pentru premiul Palme D’Or la Festivalul de Film de la Cannes. La scurt timp, Festivalul de Film Karlovy Vary a invitat-o pe Bonnevie să fie membru al juriului pentru ediția din 2009.
Anul 2012 o prezintă pe Bonnevie în două roluri fabuloase: „Belle du Seigneur", în care joacă împreună cu Jonathan Rhys-Meyers și Ed Stoppard; și "Tot ce contează a trecut", care a avut premiera la ediția din 2012 a Festivalului de Film de la Toronto.
În 2015, Maria joacă un rol în blockbusterul scandinav „The Shamer's Daughter", o adaptare a lui Anders Thomas Jensen după romanele de succes ale Lenei Kaaberbøl.
