Maria Goeppert 28 Haziran 1906 yılında Prusya’nın Kattowitz şehrinde dünyaya geldi. 1910 yılında, ailesi altı nesildir profesör olan babası, Göttingen Üniversitesinden pediatrik profesörlük teklifi alınca ailesiyle Göttingen’e taşındı. Babasına annesinden daha yakın olan Goeppert, “Babam daha ilgi çekiciydi, her şey bir tarafa o bir bilim adamıydı” diyordu.

Maria Goeppert, eğitimini Göttingen’de bulunan, orta sınıf ailelerin kız çocuklarının devam ettiği bir okulda aldı. Bu okul yükseköğrenimi teşvik etmesiyle ünlüydü. Maria Goeppert 1921 yılında, Suffragettes tarafından işletilen ve kız çocukları üniversiteye hazırlayan Frauenstudium’a devam etti. 17 yaşında, normal süresinden bir yıl önce 3-4 kız ve otuz kadar erkek öğrenci ile birlikte, abitur olarak bilinen üniversiteye giriş sınavına girdi. Sınavı bütün kız öğrenciler ve sadece bir tek erkek öğrenci kazandı.

1924’te Göttingen Üniversitesine giren Goeppert, üniversitede matematik üzerine çalıştı. Yüksek bir işsizlik sorunu yaşanan o dönemde, kız öğrenciler Göttingen üniversitesinde bir tane kadın matematik profesörü olmasına rağmen, sözde bir eksilik nedeniyle matematik öğretmenliğine yönlendirilmekteydi, ayrıca öğrencilerin pek çoğu alacağı öğretmenlik sertifikası ile ilgileniyordu. Matematik öğretmenliği sertifikası yerine fizikle ilgilenmeye başlayan Goeppert, doktora yapmaya karar verdi.

Doktora tezini “atomların iki foton soğurulması olasılığı” teorisi üzerine tamamladı. Eugene Wigner daha sonra bu tezi, konuya yoğunlaşma ve netliğin mükemmel bir örneği olarak tanımlayacaktı. Tezinin deneysel doğrulaması, o yıllarda uzak bir ihtimalken, lazerin geliştirilmesi bunu mümkün kıldı. Bugün iki foton soğurumu en-kesit ölçüm birimi, Goeppert-Mayer (GM) birimi ile tanımlanıyor.

Maria Goeppert-Mayer, o sırada Johns Hopkins Üniversitesinde doçent olan Joseph Edward Mayer ile evlenerek Amerika’ya yerleşti. Johns Hopkins Üniversitesi, o sırlarda çok katı olarak uygulanan “adam/eş kayırma” (nepotism) kuralları nedeniyle Maria Goeppert-Mayer’i akademisyen olarak işe almadı, ona ancak asistan olarak iş verdi ve çok az ücret alabiliyordu. Maria Goeppert-Mayer, konusunun en özgün makalesi olarak kabul edilen “çift beta bozunması” makalesini 1935’te asistanken yazdı.

Bazı okullar Maria Goeppert’e, pek çoğu “renklerin nedeni…” gibi “kadınsı” konuları içeren işler teklif ederken hem para vermeyi kabul etmemiş hem de tekliflerini bir lütufmuş gibi iletmişlerdi. 1937 yılında Columbia Üniversitesinde, ücretsiz bir pozisyonu kabul etti.

Columbia’da iken, II. Dünya Savaşı sırasında Manhattan Projesi’nde, Edward Teller ile birlikte Los Alamos Laboratuvarlarında süper bombanın geliştirilmesinde izotop ayrıştırma üzerine çalıştı. Savaştan sonra Şikago Üniversitesinde gönüllü doçent olarak çalışmaya başlayan Maria Goeppert-Mayer, üniversite yakınlarındaki Argonne Ulusal Laboratuvarlarında da uzman fizikçi olarak görev aldı. 1960 yılında Kaliforniya Üniversitesi Fizik bölümünde profesör olan Goeppert-Mayer, nükleer kabukların yapısına yönelik bir matematiksel modeli konusundaki çalışması ile 1963 yılında fizik alanında, Johannes Hans Daniel Jensen ve Eugene Wigner ile birlikte Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü.

Maria Goeppert-Mayer 20 Şubat 1972 yılında San Diego’da geçirdiği kalp krizi sonucu hayatını kaybetti. Ölümünden sonra Amerikan Fizikçiler Topluluğu tarafından kariyerlerinin başlangıcında olan genç kadın araştırmacılara Maria Goeppert Mayer Ödülü verilmeye başlandı. Bu ödül, kazanan, doktorasını almış kariyerlerinin başlangıcında olan kadın araştırmacıya para ödülü ve çalışmasını konuşmacı olarak anlatmak için olanak, sağlıyor. Geçmişte çalıştığı Argonne Ulusal Laboratuvarı Maria Goeppert anısına her yıl başarılı genç kadın bilim insanına veya mühendise ödül verirken, Kaliforniya Üniversitesi de her yıl yapılan Maria Goeppert-Mayer Sempozyumunda kadın araştırmacıları bir araya getirip güncel bilim konularını tartışıyor.

Ayrıca Venüs gezegeni üzerinde 32 kilometre çaplı bir kratere Goeppert-Mayer krateri denmiş ve 2011 yılında ABD’de posta pullarının 3. Amerikan Bilim Adamları serisinde Melvin Calvin, Asa Gray ve Severo Ochoa ile birlikte o da yer almıştır.