Prinses Marie is geboren op 6 februari 1976 in Parijs als dochter van Alain Cavallier en Françoise Grassiot. Ze heeft vier halfbroers Benjamin en Gregory Grandet, en Charles en Edouard Cavallier.  

Op 2 oktober 2007 verlooft Marie zich met prins Joachim van Denemarken. Het paar trouwt op 24 mei 2008. Ze hebben twee kinderen: graaf Henrik (2009) en gravin Athena (2012). Prins Joachim heeft uit een eerder huwelijk nog twee kinderen: graaf Nikolai (1999) en graaf Felix (2002).

Prinses Marie woont samen met prins Joachim en hun kinderen prins Henrik en prinses Athena sinds 2023 in Washington D.C.