Nació el 25 de enero de 1987 en Moscú. Empezó a practicar tenis a la edad de siete años. En 2002 ganó el campeonato entre juniors en Canadá y luego se hizo una de las más jóvenes ganadoras de US-Open junior.
Desde septiembre de 2002 comenzó a participar en torneos de mayores de WTA. Progresa rápidamente en popularidad mundial pero lo impide una lesión recibida en 2004.
En septiembre de 2005 María Kirilenko ganó su primer trofeo en el torneo de WTAII, en la categoría de China Open.
Desde 2006 forma parte de la selección de tenis de Rusia.
En el Torneo de Wimbledon en 2006 actuó bajo el número 17 pero perdió ya en la primera etapa frente a la japonesa Shinobu Asagoe.
Índice de popularidad: el 31 lugar en la tabla de popularidad de la Asociación Femenina de Tenis (WTA) con 617 puntos, según los resultados de 52 semanas (versión del 2 de octubre de 2006).
