Родилась 20 ноября 1925 г. в Москве в семье чиновника Михаила Плисецкого (1899-1938) и актрисы немого кино Рахили Мессерер (1902-1993).
В 1934 г. поступила в Московское хореографическое училище Большого театра (ныне Московская государственная академия хореографии). Во второй половине 1930-х гг. ее родители были репрессированы. После начала Великой Отечественной войны Майя вместе с матерью, вернувшейся из заключения, была эвакуирована в Свердловск (ныне Екатеринбург). Окончила училище в 1943 г.
В июне 1941 г. Плисецкая дебютировала в выпускном концерте училища в сопровождении оркестра Большого театра на сцене его филиала.
В 1943 г. была принята в труппу Большого театра. Как и большинство выпускников училища, балерину зачислили в кордебалет. Недостаток сольных партий Плисецкая компенсировала выступлениями в различных концертах. Именно тогда на московских сценах появился ее знаменитый "Умирающий лебедь" на музыку Камиля Сен-Санса.
В 1945 г. она первой исполнила партию феи Осени в "Золушке" Сергея Прокофьева, затем главную роль в балете "Раймонда" Александра Глазунова. Постепенно Плисецкой стали давать в Большом театре ведущие партии. В 1947 г. она впервые танцевала партию Одетты-Одиллии в "Лебедином озере" Петра Чайковского. Далее были партии Заремы в "Бахчисарайском фонтане" Бориса Асафьева (1948), Царь-девицы в "Коньке-Горбунке" Цезаря Пуни (1949), Хозяйки Медной горы в "Сказе о каменном цветке" (1954) и Джульетты в "Ромео и Джульетте" Сергея Прокофьева (1961), Авроры в "Спящей красавице" Петра Чайковского (1963) и др.
В 1960 г. Майя Плисецкая стала примой балета Большого театра (после ухода со сцены народной артистки СССР Галины Улановой).
В 1967 г. специально для нее был поставлен балет "Кармен-сюита" (на музыку Жоржа Бизе в оркестровке Родиона Щедрина). Кармен стала одной из главных партий балерины в репертуаре Большого театра. Плисецкая проявила себя и в качестве талантливого балетмейстера. Она участвовала в постановках в Большом театре балетов "Раймонда" Александра Глазунова, "Жизель" Адольфа Адана, "Спящая красавица" Петра Чайковского, "Дон Кихот" Людвига Минкуса, "Конек-Горбунок" Родиона Щедрина, "Спартак" Арама Хачатуряна, "Анна Каренина" Родиона Щедрина и др.
В 1983 г. Майе Плисецкой предложили стать художественным руководителем балета Римской оперы. Она занимала этот пост в течение полутора лет, показала на сцене в Риме "Федру" Жоржа Орика и еще несколько балетов.
В 1984 г. в римском Оперном театре в Термах Каракаллы она поставила балет "Раймонда".
С 1988 по 1990 г. Майя Плисецкая работала в Испании, возглавляла балетную труппу "Театро лирико насиональ" в Мадриде. Там она поставила балет "Тщетная предосторожность" Петера Гертеля, ввела в репертуар труппы "Кармен-сюиту" и сама танцевала в этом балете. По инициативе оперной певицы Монтсеррат Кабалье приняла участие в постановке ранней оперы-балета Джакомо Пуччини "Вилисы".
В январе 1990 г. Майя Плисецкая танцевала свой последний спектакль в Большом театре - им стала "Дама с собачкой" Родиона Щедрина. Покинула театр из-за разногласий с художественным руководителем Юрием Григоровичем. После этого Майя Плисецкая выступала с концертными программами за рубежом, вела мастер-классы. Она сотрудничала с выдающимися хореографами мира, "Марсельским балетом" Ролана Пети и "Балетом XX века" Мориса Бежара.
В 1992 г. выступила инициатором создания нового балета "Безумная из Шайо" на музыку Щедрина, где исполнила главную партию. Идею балета подсказал модельер Пьер Карден. Премьера состоялась в том же году в театре "Эспас Пьер Карден" в Париже.
В 1994 г. в Санкт-Петербурге состоялся I международный балетный конкурс "Майя", посвященный творчеству Плисецкой.
В 1995 г. Майя Плисецкая стала почетным президентом труппы "Имперский русский балет", созданной при ее участии. В том же году в день своего 70-летия дебютировала в специально написанном для нее мини-спектакле "Аве Майя" Мориса Бежара.
Хореографические работы Майи Плисецкой запечатлены в телеэкранизациях, фильмах-концертах и фильмах-балетах. В их числе: "Мастера русского балета" (1953), "Лебединое озеро" (1957), "Сказка о Коньке-Горбунке" (1961), "Анна Каренина" (1975), "Хованщина" (1959), "Кармен" (1969, 1978), "Поэзия танца" (1977), "Чайка" (1982), "Дама с собачкой" (1986). Также она снималась в художественных фильмах "Анна Каренина" Александра Зархи (1967), "Чайковский" Игоря Таланкина (1969), "Фантазия" Анатолия Эфроса (1976), "Зодиак" Ионаса Вайткуса (1985).
Майя Плисецкая скончалась 2 мая 2015 г. в Мюнхене (Германия) на 90-м году жизни.
Герой Социалистического Труда (1985).
Народная артистка СССР (1959).
Полный кавалер ордена "За заслуги перед Отечеством" (I степень - 2005; II степень - 2000; III степень - 1995; IV степень - 2010).
Была награждена орденами Ленина (1967, 1976, 1985), Трудового Красного Знамени (1981), Почетного легиона (Франция; 1986, 2012), Изабеллы Католической (Испания; 1991), "За заслуги перед Литвой" (2003), Восходящего солнца (Япония; 2011).
Лауреат Ленинской премии (1964).
В 1985 г. Майе Плисецкой было присвоено звание доктора Сорбонны (Франция), в 1993 г. - почетного профессора Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.
В 1994 г. балерина опубликовала книгу мемуаров "Я, Майя Плисецкая...". В 2007 г. вышло ее продолжение - "Тринадцать лет спустя".
Была замужем дважды. Первый супруг (брак продлился несколько месяцев в 1956 г.) - народный артист СССР солист балета Марис Лиепа (1936-1989). С 1958 г. была замужем за народным артистом СССР композитором Родионом Щедриным (род. 1932).