มารีเป็นพระธิดาองค์สุดท้องในจำนวนพระโอรส-ธิดาเจ็ดองค์ของ แกรนด์ดัชเชสวิลเฮลมินแห่งเฮสส์ และแกรนด์ดยุคหลุยส์ที่ 2 แห่งเฮสส์ แต่มีผู้เชื่อกันว่าบิดาที่แท้จริงของพระโอรส-ธิดาสี่องค์สุดท้ายคือ บารอนออกัสต์ ฟอน เซนาร์เซลนส์ เดอ การ์ซี แต่เพื่อหลีกเลี่ยงเรื่องเอื้อฉาว แกรนด์ดยุคหลุยส์จึงทรงรับเลี้ยงดูพระองค์และพระเชษฐาคือเจ้าชายอเล็กซานเดอร์ ส่วนพระโอรส-ธิดาอีก 2 องค์นั้นสิ้นพระชนม์ตั้งแต่ทรงพระเยาว์