Стать актрисой Мария мечтала с детства, она с удовольствием принимала участие в школьной самодеятельности и, что называется, «болела сценой». Девушка была настолько уверена в собственных силах, что после окончания школы сразу отправилась искать работу в профессиональном театре. Уверенность оказалась полностью оправдана – в 1927 году Марию Барабанову пригласили в Ленинградский ТЮЗ.
Проработав в театре несколько лет, Мария Барабанова решила получить полноценное профессиональное образование и поступила в театральный техникум. Окончив его в 1937 году, актриса начала играть на сцене Ленинградского театра Комедии.
Достаточно быстро Мария Барабанова приобрела известность как талантливая театральная актриса и стала получать приглашения на съёмки в кино. Одним из наиболее удачных этапов кинокарьеры Марии стала её роль в картине Эраста Гарина «Доктор Калюжный» (1939). В 1941 году Мария Барабанова исполнила две главные роли в одной картине: Том Кенти и принц Эдуард в фильме «Принц и нищий».
В 1945 году Мария Барабанова переехала жить в Москву. В столице она окончила Высшую партийную школу при ЦК КПСС и стала руководителем партийной организации киностудии имени Горького, принимая активное участие в профессиональной судьбе многих известных актёров своего времени.
Затишье в кинокарьере Марии Барабановой временно прекратилось в 1957 году, когда актриса сыграла в сказке Александра Роу «Новые похождения кота в сапогах». Однако затем вынужденная творческая пауза возобновилась.
В 1964 году Мария Барабанова выступила в качестве режиссёра: она сняла фильм «Всё для Вас», исполнив в нём главную роль. Однако фильм не получил признания критиков и не вызвал зрительских симпатий. После неудачного опыта Мария Барабанова решила продолжить свою актёрскую деятельность, со временем переходя на возрастные роли. Наиболее яркими киноработами Марии Павловны стали роли в фильмах «Как Иванушка-дурачок за чудом ходил», «Пока бьют часы», «После дождичка в четверг», «Финист Ясный сокол».
Мария Барабанова скончалась в 1993 году в результате тяжёлой болезни.