Мария Порошина родилась 1 ноября 1973 года в Москве, в театральной семье. Отец — Михаил Порошин, уроженец города Полевской Свердловской области, артист хореографического ансамбля «Березка». Мать — Наталия Красноярская, режиссер мимического ансамбля Большого театра и профессиональная певица, заслуженная артистка России (1999), родилась в Киеве. Родители Марии развелись. Мать вышла замуж за актера Дмитрия Назарова.
После окончания средней школы в возрасте шестнадцати лет поступила в Школу-студию МХАТ, но после второго курса была отчислена ректором учебного заведения и руководителем актерского курса Олегом Табаковым с формулировкой «за профессиональную непригодность», за что актриса впоследствии высказывала благодарность своему педагогу.
После отчисления из Школы-студии МХАТ Мария поступила на первый курс актерского факультета Высшего театрального училища имени Б. В. Щукина (художественный руководитель курса — Марина Александровна Пантелеева), который окончила в 1997 году.
Вела телевизионную программу «Шире круг», играла в различных постановках современного и классического репертуара, в том числе в театре «На Покровке» под руководством Сергея Арцибашева. В настоящее время работает в «Театральной компании Сергея Виноградова», где в 2000 году дебютировала в роли Хлои в постановке «Пена дней».
Творческий путь в кино Мария Порошина начинала с небольших ролей в телесериалах. Известность актрисе принесли роль Тамары в популярном сериале «Бригада» (2002) и главная роль в сериале «Всегда говори „всегда“» (2003). Затем последовали главные роли в фильме «Четвертое желание» (2003) и фантастической ленте Тимура Бекмамбетова «Ночной дозор» (2004). В 2005 году вышел фильм-продолжение «Дневной дозор», ставший на тот момент самым кассовым российским фильмом.