Maria va néixer el 18 de febrer de 1516 al Palau de Placentia a Greenwich, Anglaterra. Va ser l'únic fill del rei Enric VIII i la seva primera esposa Caterina d'Aragó que va sobreviure a la infància. La seva mare havia patit molts avortaments. Abans del naixement de Maria, quatre embarassos anteriors havien donat lloc a una filla morta i tres fills de curta durada o morts, incloent-hi Enric, duc de Cornualles. Maria va ser batejada en la fe catòlica a l'església dels Observant Friars a Greenwich tres dies després del seu naixement. Els seus padrins van incloure el senyor cancellor Thomas Wolsey; la seva tia gran Caterina de York, comtessa de Devon; i Agnes Howard, duquesa de Norfolk.
El rei Enric VIII