Soeur du comédien Maximilian Schell.

Née d'un père écrivain suisse et d'une mère actrice autrichienne, Maria Schell, de son vrai nom Marghrethe Schell-Noe, débute sur les planches à l'âge de seize ans en Suisse. S'installant en 1948 en Angleterre, elle entame une carrière internationale ponctuée de quelques récompenses comme le Prix de la Meilleure interprétation féminine au Festival de Cannes en 1954 pour Le Dernier pont et le Prix d'Interprétation à la Mostra de Venise en 1956 pour Gervaise de René Clément. Actrice de théâtre, elle s'illustre notamment dans la pièce La Visite de la vieille dame de Friedrich Dürrenmatt.

Celle qui incarne dans les années 50 la jeune fille fraîche et charmante des Alpes autrichiennes est ensuite engagée par les studios Metro Goldwyn Mayer pour tourner deux westerns : La Colline des potences (1959) avec Gary Cooper et La Ruée vers l'Ouest (1960) aux côtés de Glenn Ford. Dans les années 60, Maria Schell s'éloigne des plateaux de cinéma pour mieux revenir en 1968 avec Le Diable par la queue de Philippe de Broca. Dès lors, elle se contente de petits rôles, apparaissant notamment dans Folies bourgeoises (1975) de Claude Chabrol, Superman (1978) ou encore La Passante du sans-souci (1981) avant de s'orienter finalement vers la télévision.