O’Brien provenea dintr-o familie celebră de actori din Los Angeles. Era fiica actorului Edmond O’Brien, câștigător al premiului Oscar, care a murit în 1985, și a vedetei de comedie muzicală Olga San Juan, decedată în 2009.
Primul ei rol a fost într-un episod al serialului Sam Benedict din 1963. A avut o carieră de succes timp de trei decenii, apărând în numeroase producții TV, precum Viva Valdez (1976), The Life and Times of Eddie Roberts (1980), Quincy, M.E. (1980–1982) și Matlock (1988).
De asemenea, a jucat în mai multe filme, printre care Shell Game (1975), Choirboys (1977), Prime Time (1977), The Incredible Shrinking Woman (1980) și Protocol (1984), unde a apărut alături de Goldie Hawn, Jean Smart și Richard Romanus.
Activitatea ca profesoarăde actorie în producții de succes
În a doua parte a carierei, O’Brien a lucrat ca profesoară de actorie pentru serialele Sunset Beach și Passions. Ulterior, a devenit acting coach pentru Days of Our Lives, unde a rămas peste 15 ani, până la retragerea sa în 2022, potrivit THR.
Implicarea publică în lupta împotriva Alzheimerului
În 1983, O’Brien a depus mărturie în fața Congresului SUA despre efectele devastatoare ale bolii Alzheimer, după ce tatăl ei fusese diagnosticat cu această boală. Edmond O’Brien a fost unul dintre primii actori cu un diagnostic public de Alzheimer, notează Deadline.
Moartea ei survine la un an după decesul fratelui său, actorul de voce Brendan O’Brien, în 2023.
Maria O’Brien lasă în urmă trei copii — James, Danica și Sean Anderson — și o soră, Bridget O’Brien Adelman.