Мария Гаврилова родилась в городе Челябинске. Училась на вокальном отделении Челябинского музыкального училища у своего отца. Приехав в Москву, поступила в Московскую государственную консерваторию на вокальное отделение в класс педагога И. И. Масленниковой. Еще будучи студенткой консерватории, в 1990 году была принята в стажерскую группу оперной труппы Большого театра.

В настоящее время Мария Гаврилова - солистка оперы Большого театра.

Первой крупной партией в её певческом репертуаре стала Оксана в опере Н. А. Римского-Корсакова "Ночь перед Рождеством".

Мария Гаврилова принимала участие в Международном конкурсе вокалистов имени П. И. Чайковского, является дипломантом Всесоюзного конкурса вокалистов имени М. И. Глинки. С большим успехом прошли её концертные выступления на Мальте (1992), в Японии, она участвовала в оперных постановках в театрах Бельгии, Франции, Германии (1993), пела в Вашигтонской опере ("Пиковая дама", 1998), Метрополитен-опера ("Игрок" 2001).