Мария Петрова родилась 29 ноября 1977 года в Ленинграде. Отец — Игорь Николаевич, водитель тепловоза. Мать — Татьяна Вальтеровна, преподаватель физкультуры в железнодорожном техникуме.
В детстве будущая звезда часто болела, и доктора посоветовали родителям занятия спортом на свежем воздухе. Мама отдала дочку на каток в группу здоровья при заводе «Большевик». Сначала Маша училась стоять на коньках на хоккейной площадке во дворе, а для передвижений по льду она толкала перед собой пластиковый ящик из-под бутылок.
За одну зиму девочка выучила все основные элементы, которые ребята к тому времени тренировали в течение двух лет. После этого тренер Юрий Яковлев привел свою подопечную в спортивную секцию к Елене Тузовой. Позднее тренером молодой спортсменки стала Нонна Пирогова.
С 12-летнего возраста Петрова начала заниматься под руководством Людмилы и Николая Великовых. В 13 лет талантливая девочка встала в пару с Антоном Сихарулидзе. Два года подряд они становились чемпионами мира среди юниоров, а позже стали восьмыми на «взрослом» чемпионате мира. Именно там Маша впервые увидела Алексея Тихонова.
Однако в феврале 1996 года дуэт Петрова — Сихарулидзе распался: Антон ушел к новому тренеру — Тамаре Москвиной, Маша же не захотела расстаться со своим наставником Людмилой Великовой. Полгода Петрова не могла найти партнера и каталась одна. Узнав, что Алексей Тихонов хочет вернуться в большой спорт, позвонила ему и предложила попробовать покататься вместе. Весной 1996 года Алексей приехал, они попробовали вместе кататься, у них все отлично получалось, как вдруг через месяц Тихонов исчез.
Мария Петрова: «Это было весной 1996-го. Мы прокатались весь май, ровно месяц. У нас все отлично получалось, как вдруг Алеша исчез. Ни звонка, ни записки, просто пропал — и все! Я ужасно перепугалась, думала, с ним что-то стряслось. Стала звонить его маме в Самару, и она мне сообщила, что с Алешей все в порядке, он жив-здоров, однако причину его стремительного отъезда она не знает».
Цитата взята из журнала «7 Дней», № 08 (15.02.2007)
Потом выяснилось, что он вернулся в Москву в театр Татьяны Тарасовой «Все звезды», в котором тогда работал. Следующие два года она каталась с Теймуразом Пулиным. Заметных результатов они не достигли, хотя на зимней Универсиаде в 1997 году пара заняла второе место.
В 1998 году Алексей Тихонов сам позвонил Петровой и предложил кататься вместе. В мае 1999 года приступили к тренировкам и всего через несколько месяцев выиграли свою первую золотую медаль на этапе Гран-при в Германии, а потом и чемпионат Европы. Затем фигуристы становились чемпионами мира, Европы, России и дважды участвовали в Олимпиадах.
С 2002 года и по настоящее время Алексей и Мария живут в гражданском браке.
Алексей Тихонов: «Все никак не соберемся. То времени нет, то никак не решим, какую именно свадьбу устраивать. Маша хочет, чтобы были только друзья и близкие. Мы их как-то сели подсчитать, и получилось 60 человек. Ужас! С другой стороны, можно, конечно, просто пойти вдвоем и расписаться».
Цитата взята из журнала «7 Дней», № 08 (15.02.2007)
В 2006 году Мария в паре с саксофонистом Игорем Бутманом принимала участие в проекте «Первого канала» «Звезды на льду».
На чемпионате мира в Токио в 2007 году после короткой программы фигуристы были лишь одиннадцатыми и из-за травмы Тихонова снялись с соревнований. После чемпионата мира Алексей Тихонов и Мария Петрова объявили об уходе из большого спорта.
В том же году Петрова участвовала в шоу «Ледниковый период» в паре с шоуменом Михаилом Галустяном, а в 2008-м — в продолжении «Ледникового периода» в паре с боксером Костей Цзю.
В 2008 году Алексей Тихонов и Мария Петрова получили премию «Хрустальный лед» в номинации «Лучшие фигуристы года».
1 февраля 2010 года у Алексея Тихонова и Марии Петровой родилась дочь Полина.
В этом же году Мария Петрова каталась в паре с резидентом Comedy Club Ташем Саркисяном в шоу «Первого канала» «Лед и пламень». В этом же году играла в мюзикле на льду «Огни большого города», где продюсером и режиссером был Илья Авербух.
В этом же году на базе открытых катков «Русская зима» Мария Петрова и Алексей Тихонов создали зимнюю школу фигурного катания.
В 2012 году звезда принимала участие в новом проекте «Первого канала» «Ледниковый период. Кубок профессионалов».
В 2013 году Мария в паре с дрессировщиком Аскольдом Запашным принимала участие в шоу «Ледниковый период» на «Первом канале».
В 2014 году Мария Петрова в паре с Алексеем Тихоновым участвовала в шоу «Ледниковый период. Кубок профессионалов» на «Первом канале» в составе команды «Сборная России» (продюсер и режиссер проекта Илья Авербух).
Супруг (гражданский брак) — Алексей Тихонов, фигурист, партнер по льду (вместе с 2002 года)
Дочь — Полина (01.02.2010)
▪ Заслуженный мастер спорта России
В паре с Антоном Сихарулидзе:
▪ Серебряный призер чемпионата мира среди юниоров (1993)
▪ Чемпионка мира среди юниоров (1994, 1995)
▪ Серебряный призер чемпионата России (1995)
В паре Теймуразом Пулиным:
▪ Серебряный призер чемпионата мира среди юниоров (1997)
В паре с Алексеем Тихоновым:
▪ Чемпионка Европы (1999, 2000)
▪ Серебряный призер чемпионата России (1999-2001, 2003-2005)
▪ Бронзовый призер финала соревнований серии Гран-при (1999, 2003, 2004)
▪ Серебряный призер финала соревнований серии Гран-при (2005)
▪ Бронзовый призер чемпионата России (2002)
▪ Бронзовый призер чемпионата Европы (2002, 2003, 2005, 2006)
▪ Бронзовый призер чемпионата мира (2003, 2006)
▪ Серебряный призер чемпионата Европы (2004, 2007)
▪ Серебряный призер чемпионата мира (2005)
▪ Чемпионка России (2006)