Maria Kirilenko đã giành được giải Đơn nữ Mỹ mở rộng năm 2002 và giành được danh hiệu đầu tiên của mình trên WTA Tour năm 2005. Cô đánh bại Anna-Lena ở giải Trung Quốc mở rộng, lọt vào ba trận tứ kết Grand Slam, tại Úc mở rộng 2010, Giải vô địch Wimbledon 2012 và Pháp mở rộng 2013.
Ở nội dung đôi nữ, cô đã lọt vào hai trận chung kết Grand Slam, tại Úc mở rộng 2011 và Pháp mở rộng 2012, giành giải vô địch giải đấu WTA 2012 và một huy chương đồng tại Thế vận hội London 2012.
Kirilenko từng hẹn hò với tay vợt người Nga, Igor Andreev trong vài năm. Họ chia tay vào năm 2011. Vào ngày 24 tháng 1 năm 2015, Kirilenko kết hôn nhưng tên của chồng cô không được tiết lộ cho đến vài ngày sau đó: cô kết hôn với Alexei Stepanov, là người đứng đầu Ủy ban Dịch vụ Công cộng tại Moscow.
Vào tháng 7 năm 2015, sau 10 tháng vắng bóng quần vợt chuyên nghiệp, có thông tin rằng Kirilenko đã hạ sinh một bé trai.
Ngoài việc là 1 VĐV quần vợt xuất sắc, Kirilenko cũng được biết đến như 1 trong những nữ VĐV xinh đẹp và quyến rũ hàng đầu làng thể thao.
