Мария родилась в 1400-ом году, в Трапезундской Империи. Её отцом был император Алексей IV Великий Комнин, а матерью Феодора Кантакузина. В сентябре 1427-ого года она вышла замуж за византийского императора Иоанна VIII Палеолога и стала его второй законной супругой, с первой супругой Софией император развёлся. О браке договаривались послы, которых отправил к императору отец Марии, дабы укрепить с Византией союзы.
Прибыв в последний день августа на корабле в Константинополь, Мария в этот же день стала женой Иоанна. Известно, что Мария была истинной красавицей и Иоанн буквально боготворил её по сравнению с первой супругой Софией, которая внешностью была очень плоха. Свадебный обряд был проведён патриархом Иосифом II. Путешественник Бертрандом де ла Брокьер также восхвалял красоту Марии, встретив её на улице.
Испанский путешественник Перо Тафур встретил Марию зимой 1437-ого года, он также удивился её прекрасной внешностью, а также описал её повседневный образ жизни в своих мемуарах, которые помогли историкам восстановить информацию о жизни императриц в Византии. Путешественник часто видел Марию на охоте, в одиночку или же со своим мужем.
Супруги соревновались и Мария часто приносила больше дичи, чем её муж, на что Иоанн радовался и говорил, что сам Господь послал ему такую умелую жену. Брак Марии с Иоанном был бездетным и скорее всего по вине второго, так как ни одна супруга не принесла ему детей. Мария умерла от бубонной чумы, когда её муж находился в Италии. После смерти Марии Иоанн больше не женился.
Император умер бездетным и престол унаследовал его младший брат Константин Палеолог, который также не был женат, а в итоге стал последним императором Византии, так как ту полностью завоевали и истребили турки-османы под предводительством султана Фатиха.