Її батько, Костянтин Башкирцев, син генерала, був великим землевласником та очолював дворянство Полтавської губернії. Мати, Марія Бабаніна, родом з Харкова, донька полковника-аристократа. Дитинство Марії до 12 років минуло в селі Черняківка, нині Чутівського району, Полтавської області. Після розлучення мати їде з Марією, якій тоді було дванадцять років, до Європи: Відня, Баден-Бадена, Женеви. Марія дістає виховання, як усі дівчата її кола: музика, танці, малювання, мови, історія. Але вона вчиться, як чоловік, що хоче здобути лаври відомого вченого. Опановує шість європейських мов, навіть лати, ну й давньогрецьку, щоб читати в оригіналі античних філософів.
Дівчина вимагає, щоб їй викладали математику, фізику й хімію. Складає собі програму для самоосвіти й безжально виганяє вчителів, якщо вони не погоджуються працювати з нею так, як вона вимагала. «Я хотіла б усе бачити, все обійняти, все мати, злитися з усім!» Мати й численні тітки лише сміються, вважаючи це невинними милими витівками.
Незабаром з’ясовується, що Марія має чудовий оперний голос і абсолютний музичний слух. Вона майже віртуозно грає на роялі, арфі, гітарі й мандоліні. У Парижі вона починає брати приватні уроки вокалу. А потім легка застуда, біль у горлі, який не минає. Вона вже не може, як раніше, взяти ноти третьої октави й чути стала набагато гірше... І одного разу лікар безапеляційно заявляє: поліпшення вже не буде. На тлі хвилювань і переживань від втрати можливості оперної кар’єри, коли Марія починає вважати себе ледь не «калікою», розгортаються численні її кохання. Марія постає зі сторінок свого «Щоденника» як молода епатажна красуня, яка прагне вирватися зі звичної тоді опіки родини, бунтує, перебирає варіанти фіктивних шлюбів, навіть б’є вікна.
Марія закохалася у герцога Гамільтона, а пізніше в Ніцці – в аристократа Бореля. Наступними об'єктами її дівочих закохань були граф Олександр де Лардерель, Поль Граньє де Касаньяк, граф П'єтро Антонеллі (племінник кардинала Джакомо), Одіфр та інші чоловіки. Захопившися де Касаньяком, депутатом і оратором, Марія всерйоз звертається до політики. Існують свідчення, що Башкирцева пише під псевдонімом статті про фемінізм, бо навіть в Академії Жуліана, де дівчина вивчає живопис, ідеї фемінізму викликали сміх.
У віці шістнадцяти років Марія дізналася, що у неї туберкульоз. Тепер вона проводить багато часу на курортах і відчуває наближення швидкої смерті. Проте дівчина замислюється і про долю свого щоденника, який вирішує видати. До цього ж часу, до останнього року її життя, належить її відоме листування з Гі де Мопассаном, який, вперше отримавши лист від якогось скромного вчителя Жозефа Савантена, від цієї «писанини» відмахується. У листі у відповідь, вже від імені дівчини, а не вчителя, Башкирцева відмовляється від листування, запропонованого самим письменником. Останні сторінки щоденника драматичні: повільно вмирає від раку учитель Марії, знаменитий французький художник Жуль Бастьєн-Лепаж. Муся, як ласкаво називали дівчину, доглядає за своїм учителем і ... помирає першою.
Марія Башкирцева померла 31 жовтня 1884 року, у віці 25 років, від туберкульозу. Похована в Парижі, на цвинтарі Пассі. Мавзолей Марії Башкирцевої, побудований Емілем Бастьєн-Лепажем, є також місцем поховання багатьох інших членів сім'ї Башкирцевих-Бабаніних. Над входом до нього – рядок з Андре Тер'є, а всередині зберігаються мольберт Марії, її меблі, скульптура і деякі картини, в тому числі одна з останніх робіт Башкирцевої – «Святі жінки». Нібито Гі де Мопассан, відвідавши її могилу, сказав: «Це була єдина Троянда у моєму житті, чий шлях я засипав би трояндами, знаючи, що він буде такий яскравий і так короткий!»
Марія навчалася живопису в паризькій Академії Жуліана. Її талант одразу помітили. Марія зазнала впливу творчості живописця Жуля Бастьєн-Лепажа. Вона отримувала медалі та призи на виставках, у захваті від її робіт були французькі газети та журнали. 1879 року на конкурсі творчих робіт Марія Башкирцева була удостоєна золотої медалі. Її творчість високо цінували письменники Анатоль Франс та Еміль Золя. Українка Марія Башкирцева стала визначною постаттю найперше французького мистецтва. За сім років занять живописом вона створила 150 картин та 200 малюнків. ЇЇ відомі картини: «За книгою», «Молода жінка з букетом бузку», «У студії Жульєна», «Мітинг», серії автопортретів. Марія зображала світ паризького передмістя, світ служниць, робітниць, безпритульних дітей та школярів. Після смерті художниці деякі її картини закупили музеї, як Люксембурський, деякі роботи залишилися у Луврі. Сьогодні картини Башкирцевої є рідкістю, бо значна їх частина загинула під час Другої світової війни.
Інша, посмертна слава прийшла до Марії Башкирцевої за три роки по тому, як її не стало. Тоді, 1887 року, був опублікований її «Щоденник» (1873-1884). Його вона розпочала писати приблизно з тринадцяти років французькою мовою. Його описують як «разюче сучасний психологічний автопортрет молодого обдарованого розуму в процесі розвитку». Щоденник також містить опис європейської буржуазії кінця ХІХ століття. Наскрізною темою в щоденнику є глибоке бажання досягти слави, що підсилюється побоюванням того, що її перебіжні хвороби можуть виявитися туберкульозом. Наприкінці свого життя, згадуючи сімейну історію, Марія Башкирцева писала: «Якщо я не помру молодою, я сподіваюся жити як великий художник; але якщо я помру молодою, я маю намір мати свій щоденник, який не може бути нецікавим, опублікованим». Щоденник Башкирцевої був другим щоденником жінки, опублікованим у Франції до цієї дати. Публікацію чекав миттєвий успіх, не в останню чергу через те, що його космополітичний конфесійний стиль був помітним відходом від споглядальних, містичних щоденників письменниці Ежені де Герен (1805-1848), що були опубліковані 1862 року.
Текст «Щоденника» Марії Башкирцевої написаний дуже відверто та щиро і при цьому з бажанням бути опублікованою. Цікаво, що у посмертних виданнях «Щоденника» вік авторки було зменшено. У 1980-х роках у Національній бібліотеці Франції у Парижі виявили оригінальний текст щоденника, який раніше вважали втраченим. Під час вивчення тексту виявилося, що більша частина щоденника Башкирцевої невідома публіці, а вже опублікована частина містить низку лакун і явних спотворень (у тому числі і рік народження художниці), внесених сім'єю, яка не хотіла розголошення сімейних таємниць. Зараз у Франції триває публікація повного тексту щоденника французькою мовою. 2012 року було видано англійський переклад «Щоденника». (перша частина під назвою «I Am the Most Interesting Book of All», друга частина — «Lust for Glory»). Повне видання по-новому розкриває особистість Башкирцевої, а також висвітлює життя доби.
Цікавою є подальша доля спадщини мисткині. Посмертна виставка її картин відбулася в Парижі (1885).
Твори Марії Башкирцевої зберігаються в музеях Франції, Голландії, США, Росії та України. Маєток Башкирцева, її батька, було продано 1900 року графові С. Д. Шереметєву. У 1917–1919 роках маєток було зруйновано, а за роки Другої світової війни від нього нічого не лишилося. Однак на час Другої світової війни у Гавронцях картин Башкирцевої не було. 1908 року мати Башкирцевої передала до Музею Олександра III (нині – Російський музей у Санкт-Петербурзі, Росія) велику збірку художніх робіт Марії (141 роботу, серед яких малюнки, ескізи, полотна, пастелі, скульптурні етюди). У 1930 році з Російського музею тодішнього Ленінграда до Дніпропетровського музею було передано дві картини Башкирцевої, а 1932 року за запитом Наркомосу УРСР Російський музей передав Україні 127 робіт Башкирцевої. У Російському музеї залишилося 8 живописних полотен та 13 малюнків Марії Башкирцевої.
Під час евакуації Харківської картинної галереї зникли 66 полотен Башкирцевої. Сьогодні в музеях Україні є лише три її картини: у музеях Харкова, м. Дніпра та Сум. Картина Марії Башкирцевої «В художній студії Жульєна» зараз зберігається у Художньому музеї м. Дніпро.
У Люксембурзькому палаці в Парижі біля символічної скульптури «Безсмертя», де викарбувані імена видатних французьких діячів, є ім'я Марії Башкирцевої. У Ніцці в Музеї образотворчих мистецтв є зал Башкирцевої.
В Україні пам’ятний знак на її честь встановлено у Гавронцях, названо Картинну галерею ім. М. К. Башкирцевої у Диканьці. У селі Черняківка створено музей Башкирцевої та названо галявину Маріїною долиною, де щороку на День молоді проводять масові гуляння з виставками художніх творів. В Сумах існує провулок Марії Башкірцевої.