Мария Гёпперт-Майер была единственным ребёнком в семье профессора
педиатрии Фридриха Гёпперта и его жены, учительницы языков и литературы Марии Гёпперт. В
1910 г семья переехала в
Гёттинген, где её отец был назначен профессором педиатрии в
университете. С ранних лет Мария была окружена студентами и преподавателями университета, такими интеллектуалами, как
Энрико Ферми,
Вернер Гейзенберг,
Поль Дирак и
Вольфганг Паули. В
1924 г. она сдала вступительный экзамен в университет (Abitur) и была принята туда осенью. Она слушала лекции в том числе и у
Макса Борна,
Джеймса Франка и Адольфа Отто Рейнольд-Виндхауза. В
1930 г. она вышла замуж за сотрудника Джеймса Франка — Джозефа Эдварда Майера. Вскоре они переехали в
США — на родину Майера.
В последовавшие несколько лет Гёпперт-Майер бесплатно преподавала в университете имени Джонса Хопкинса в
Балтиморе с
1931 по
1939 гг. и с
1940 по
1946 гг. в университете Колумбии. После этого она преподавала в
университете Чикаго. Получить оплачиваемую работу было невозможно, с одной стороны, из-за
Великой депрессии, а с другой стороны, из-за того, что она работала в тех же университетах, где её муж был профессором, и могла быть обвинена в использовании родственных связей. В
1940 г. выпустила совместно со своим мужем книгу «
Статистическая механика».