Мария являлась внебрачной дочерью византийского императора Михаила VIII Палеолога и служанки Дипловатацины. Когда Марие было 11 лет, ильхан Хулагу, правитель монголов, решил породниться с византийцами и отправил к Михаилу сватов, чтобы те предложили ему эту идею. Михаил согласился и отправил к ильхану Марию. Девушка выехала из Константинополя в 1265-ом году в сопровождении с несколькими патриархами.
Патриарх Евфимий позже говорил, что маленькая Мария всё время плакала и просила отвезти её домой, а патриарх винил себя за то, что не сможет помочь этой девочке и сам при рассказе пускал слезу. Прибыв на место, они узнали, что хан скончался, поэтому Мария стала женой его юного наследника Абака-хана. Современники писали, что ради Марии Абака-хан сам был крещён.
Марие дали имя Деспина, так традиционно называли всех византийских принцесс, ставших жёнами ханов или султанов. У Абака-хана было много жён, в общей численности 10, сначала любимицей была Мария, но потом она стала ни главной, ни любимой, ни старшей из жён. Говорят, что одну из жён он возвысил выше Марии и та стала ему больше не нужна. Однако Мария пользовалась уважением у мужа и его окружения.
После того, как Абака-хан умер, Мария вернулась на родину в Константинополь, забрав вместе с собой дочку от Абаки Феодору Арахантлун. После этого у Византии ухудшились отношения с Османской Империей, султаном которой был Осман Гази. Император пообещал отдать в жёны султану свою дочь Ирину и Мария, как сват и её старшая сестра, поехала к Осману для переговоров.
Однако Осман стал угрожать Марии, что если она не привезёт Ирину через два месяца, то он нападёт на Византию. Мария ответила, что на переезд нужно пол года и стала угрожать монгольским войском, что разозлило султана. Из-за этого он захватил византийскую крепость Трикоккия, ответив императору, что ему следовало бы поучить свою дочь манерам общения.
После этого инцидента Мария постриглась в монахини и взяла имя Мелания. Она умерла в монастыре, точное время её смерти не зафиксировано, известно только то, что она умерла в довольно молодом возрасте.
