Мария Ильинична Ульянова родилась 6 (18) февраля 1878 года в Симбирске и была самым младшим ребёнком в семье директора народных училищ Ильи Николаевича Ульянова и его супруги Марии Александровны. Училась в симбирской и казанской гимназиях, затем в московской, которую закончила в 1893 году. С осени 1898 года слушала лекции в Новом университете в Брюсселе на химико-физическом факультете.
В 1908—1909 годах жила в Париже и училась в Сорбонне, где получила диплом учительницы французского языка. В апреле 1910 года работала домашней учительницей в Финляндии в небольшом городе около Териоки. Вся последующая жизнь Марии Ильиничны была связана с революционной деятельностью.
М. И. Ульянова скончалась 12 июня 1937 года. Похоронена в Москве на Красной площади у Кремлёвской стены.