生于伦敦附近的格林尼治,卒于伦敦。亨利八世长女。早年跟随母亲凯瑟琳接受教育,信奉天主教。1553年,爱德华六世去世,经历短暂动荡后玛丽继位,成为英格兰历史上第一位女王。
当政后力图废除此前英国宗教改革的成果,恢复天主教。1554年,逼迫议会通过《异端法》,开始大举镇压新教徒。在此后的四年里,全国约有300名新教徒以异端罪被烧死,其中包括坎特伯雷大主教克莱默等高级教士,另外还有约800名新教徒被迫流亡海外。因残酷镇压新教徒,被称作“血腥玛丽”。她与西班牙结盟,1554年同西班牙王储腓力结婚,即后来的西班牙国王腓力二世(1556~1598年在位)。玛丽的政策引起了以议会为代表的臣民的反对。
1558年,玛丽一世因病去世,无子嗣,妹妹伊丽莎白继位,即伊丽莎白一世。