В октябре 1841 года на свет появилась вторая дочь Великой княгини Марии Николаевны и герцога Максимилиана Лейхтенбергского. Новорожденную малышку нарекли Марией. Кроме нее в семье уже подрастала полуторагодовалая Александра, а с течением времени на свет родилось еще пятеро детей.
Маленькая герцогиня получила отличное образование под чутким контролем Варвары Барыковой, которая души не чаяла в воспитаннице и неоднократного говорила, что она очень похожа на свою мать. Мария Максимилиановна была умной, отзывчивой и открытой девушкой: единственное, что отличало двух Марий - младшая была более общительной и веселой.
По достижении брачного возраста Мария Максимилиановна стала получать много предложений от представителей родовитых семей. Фрейлина Анна Тютчева в своих мемуарах упоминала, что наиболее настойчивым был граф Пётр Шувалов. Молодой человек писал записки, посещал балы и приглашал на прогулки свою возлюбленную.
Однако юная герцогиня отказала поклоннику поскольку собиралась выйти замуж за принца. Девушка осуждала брак матери с отцом и считала, что Великая княжна, дочь императора Российской империи, могла выбрать более достойного мужа, который бы соответствовал ее положению.
Кроме того, Мария Максимилиановна был влюблена в Вильгельма Баденского. Молодой принц был на 12 лет старше принцессы и приходился сыном и наследником Великому герцогу Леопольду I и Софии Шведской. Изначально Великая княгиня Мария Николаевна не давала своего согласия на брак, но в конечном итоге девушку объявили невестой принца.
В феврале 1863 года состоялась свадьба Марии и Вильгельма. От этого союза на свет появилось двое детей - Мария и Максимилиан. К сожалению император Александр II дал очень маленькое приданное своей племяннице из государственной казны. Именно поэтому жить в Петербурге Баденские не могли себе позволить и большую часть времени проводили в Карлсруэ или Баден-Бадене.
«была занята сохранением достоинства внучки Николая I и более других была любезна. С виду очень похожая на свою мать, она ничуть не напоминала её». Писал Александр Половцев, который встречал принцессу Баденскую во время ее визитов в столицу
Овдовела Мария Максимилиановна в 1897 году. Основным делом ее жизни после этого стала работа по борьбе с безнравственностью в высшем обществе. Вместе с Великой герцогиней Элеонорой Гессенской и королевой Шарлоттой Вюртембергской принцесса Баденская издавала брошюры, целью которых был обратить внимание высокопоставленных особ перестать вести аморальный образ жизни и стать примером для окружающих.
Скончалась принцесса Мария Максимилиановна Баденская в феврале 1914 года в присутствии дочери, сына и двоих внуков. Местом ее упокоения стала крипта Преображенского храма в Баден-Бадене.