Кантемир Мария Дмитриевна была княжной из знатного рода. Её отцом был Дмитрий Константинович Кантемир, знатный российский учёный и приближенный к Петру I. Матерью являлась Кассандра Кантакузена, из знатного румынского боярского рода.
В юном возрасте Мария с семьёй переехала в Стамбул, где обучалась многим языкам, литературе, письму, чтению и философии. Была умна не по годам, умела вести и поддерживать разговоры, а также грамотно и лаконично говорить.
В конце 1710-ого года вернулась с отцом в город Яссы, Молдавское Княжество, её мать к тому времени умерла. Позже отец Дмитрий знакомиться с юной красавицей Настасьей Трубецкой, которая была ровесницей Марии. Вскоре они женятся и переезжают в Санкт Петербург.
По одной из версий именно Настасья познакомила Машу с Петром I, по другой - отец чем-то провинился перед царём, вскоре началось расследование, Мария с отцом явились к Петру с недоумением, где царь и заметил Машу.
Зимой 1721-ого года у Петра и Марии начался роман, который не одобряла Екатерина. За Марию сватался Иван Григорьевич Долгорукий, но Мария отказала ему, так как уже была беременна от Петра.
Близкий друг Екатерины и Марии сыграл в этой истории двойную роль. Пока Пётр был в отъезде, Толстой П.А уговорил личного врача Марии ускорить ей роды, якобы она сама об этом попросила. Врач соглашается и ребёнок рождается недоношенным, вскоре он умирает.
Пётр возвращается с поездки и узнаёт, что у Марии произошёл выкидыш. Вскоре Пётр забывает про Марию, но когда у Екатерины появляется любовник, они снова начинают общение. Вскоре Пётр умирает и Мария остаётся одна.
После смерти Петра II править начинает Анна Иоанновна, которая приглашает Марию ко двору, чтобы стать фрейлиной. Дворцовая жизнь ей не по нраву и она переезжает в свой дом в Москве, общаясь со знатью. К ней дважды сватались, сначала грузинский царевич, а потом и российский учёный Фёдор Наумов, но она отказывает и первому и второму.
Умерла она в своём доме в Москве, 9 сентября 1757-ого года, в возрасте 57-ми лет.