Maria de Villota igazi pilótacsaládba született, hiszen apja és testvére is próbálkozott az autóversenyzéssel, előbbi még a Formula-1-ig is eljutott – igaz, igen kevés sikerrel. A spanyol hölgy viszonylag későn, 16 évesen kezdett gokartozni, s húsz is elmúlt, amikor először formulaautóba ülhetett. Öt éven át versenyzett a spanyol F3-as bajnokságban, melynek színvonala akkoriban jelentősen elmaradt a német vagy a brit sorozatoktól.
Bár kiugró eredményei nem voltak, évről évre fejlődött, egyre sikeresebb lett testvérénél. 2005-ben váltott sportautózásra váltott, a Trofeo Pirelli nevű Ferrari-szériában egyáltalán nem lógott ki a mezőnyből, Monzában pole-pozíciót szerzett. Ellátogatott a tengerentúlra is, részt vett a Daytona 24-en, ahol szintén nem vallott szégyent. A túraautózás világában szintén kipróbálta magát, 2006-ban és a rá következő évben is részt vett a WTCC spanyol fordulójában.
2007-ben következett az újabb váltás, de Villota ekkor az ADAC Procar nevű szériában indult, melyet nagy fölénnyel nyert meg a WTCC-ből ismert Franz Engstler, de a spanyol hölgy is jó idényt futott, hiszen harmadikként zárt az összetettben – a mezőny többi női pilótáját fölényesen verve. Más kirándulásai azonban nem voltak ilyen sikeresek, a Superstars Series, az Euroseries 3000 és a Formula Palmer Audi sem hozott túl sok örömet számára, ahogy a Superleague Formula sem, ahol 2009 és 2011 közt szerepelt.
Maria de Villotának viszonylagos sikertelenség ellenére is sikerült megvalósítani élete álmát: kipróbálhatott egy Formula-1-es autót. Először a Renault R29-esét vezethette a Paul Ricardon, majd 2012-ben a Marussiával kötött szerződést. Egyes lapok már arról cikkeztek, hogy akár még abban az évben debütálhat is a királykategóriában, ám hogy erre valóban sor kerülhetett volna-e, az soha nem fog kiderülni...
2012 júliusának harmadik napján de Villota először próbálhatta ki a Marussia autóját egy egyenesfutásos teszten a duxfordi repülőtéren. Az egyik etap végeztével az autó nagyjából 60 kilométeres sebességgel egy a pálya mellett álló kamionnak ütközött, de Villota pedig súlyos fejsérülést szenvedett. A spanyol hölgyet kritikus állapotban szállították kórházba, s bár mindössze 17 nap elteltével hazatérhetett, nagy árat fizetett a balesetért: jobb szemét elveszítette, amikor a kamion platója összeroncsolta sisakját.
Tizenöt hónappal később a Formula-1 világa már Maria de Villotát gyászolta. 2013. október 11-én adta hírül a spanyol sajtó, hogy a 33 éves versenyzőnőt holtan találták egy sevillai szállodai szobában. Hamar kiderült, hogy halála minden bizonnyal összefüggésben áll a duxfordi sérüléssel, amiről részletesen írt Az élet ajándék című életrajzi könyvében, melynek bemutatóján három nappal halála után vett volna részt.
A család közleményében ez állt: „Maria reggel hat óra körül álmában hagyott itt minket a 2012 júliusában szerzett sérülése következményeként. Elment, de nagyon tiszta üzenetet hagyott itt számunkra: az örömét és a reményét, amely segít a családnak ezekben a pillanatokban."