Maria Valverde s-a născut pe 24 martie 1987 la Madrid, în Carabanchel. Aproape toate rudele ei apropiate au tangență cu artele: Tatăl lui Mary - artist, iar mama ei - sculptor de profesie, dar lucrează ca asistentă medicală, bunicul ei - director de teatru. Din copilărie Maria a iubit să vizioneze filme, visând astfel să devină și ea o actriță.
În școală și facultate a încercat să combine învățătura cu artele teatrale. Acest lucru i-a reușit și în 10 ani ea a jucat primul ei rol într-o piesă de teatru. Visul Mariei de a deveni actriță s-a adeverit: în 2003, la vârsta de 16 ani și-a făcut debutul în cinema și a devenit cunoscută datorită filmului "La flaqueza del bolchevique" regizat de Martin Kuentsa. Pentru rolul principal în acest film, alături de Luis Tosarom în 2004, ea a câștigat premiul Goya (echivalentul Oscarului la spanioli) pentru cea mai buna actriță tânără.
După aceasta a obținut roluri în două filme spaniole "Vorvik" și "Fuera del cuerpo". În 2005 Maria a fost invitat în Italia pentru a filma "Melissa P."- un jurnal intim. Un alt proiect important pentru actriță a fost filmul "Los Borgia", filmat de Antonio Hernandez, în care ea a jucat rolulul Lucreziei Borgia.
În decembrie 2010 a jucat în "Tres metros sobre el cielo", regizat de Fernando Gonzalez Molina, jucând alături de Casas Mario-prietenul ei actual. Filmul a avut cele mai mari încasări în acel an. În 2012 este lansată continuarea "Tengo ganas de ti", în care joacă, dar nu în rolul principal.
