В 2012 году Мария Поезжаева окончила Школу-студию МХАТ и начала выступать на сцене МХТ им. Чехова. Впервые она появилась на телевидении в 2010 году в роли Лизы в сериале «Голоса». Широкую известность получила после роли в мини-сериале «Мотыльки» (2013), а в том же году снялась в фильме «Прошлым летом в Чулимске».

В 2014 году Мария исполнила главную роль в фильме «Класс коррекции», в котором предстала с обнажённой грудью. В 2015 году актриса сыграла главную роль в фильме Тимура Бекмамбетова «Драконы».