Maria had lichtbruin haar en grote blauwe ogen die in de familie bekend stonden als ‘Marie’s schoteltjes’. Maria, hertogin van Saksen-Coburg en Gotha, Maria’s oudtante, verklaarde dat Maria “een echte schoonheid was… met enorme blauwe ogen.” Haar moeders vriendin Lili Dehn schreef dat ze “buitengewoon mooi was, begiftigd met de klassieke schoonheid van de Romanoffs. ” Een heer aan het keizerlijke hof zei dat Maria ‘het gezicht had van een van Botticelli’s engelen’. Haar Franse leraar Pierre Gilliard zei dat Maria lang en goed gebouwd was, met roze wangen. Tatjana Botkina vond de uitdrukking in Maria’s ogen “zacht en zachtaardig”. Barones Sophie Buxhoeveden, de hofdame van haar moeder, vond dat “Maria qua kleur en gelaatstrekken op Olga leek, maar allemaal op een levendiger schaal. Ze had dezelfde charmante glimlach, dezelfde gezichtsvorm. ” Sophie Buxhoeveden zei dat haar ogen ‘prachtig, diepblauw’ waren en dat ‘haar haar gouden glansjes had’.
Net als haar grootvader Alexander III van Rusland was Maria buitengewoon sterk. Soms amuseerde ze zichzelf door te demonstreren hoe ze haar docenten van de grond kon tillen. Maria had een talent voor tekenen en schetste goed, waarbij ze altijd haar linkerhand gebruikte. Maria was niet geïnteresseerd in haar schoolwerk.
Maria kon koppig en lui zijn. Haar moeder klaagde in één brief dat Maria chagrijnig was en brulde tegen de mensen die haar irriteerden. Maria’s humeurigheid viel samen met haar menstruatie, die de tsarina en haar dochters een bezoek van “Madame Becker” noemden.
Maria had een aardige, lieve persoonlijkheid. Groothertog Vladimir Alexandrovitsj van Rusland gaf haar de bijnaam “De beminnelijke baby” vanwege haar goede karakter.
Margaretta Eagar zei:
“Maria is goed geboren … met het kleinste spoor van erfzonde.”
Volgens Margaretta Eagar noemden haar oudere zussen Olga en Tatiana Maria ooit hun “stiefzus” omdat ze zo goed was en nooit in de problemen kwam. Toen ze koekjes van de theetafel van haar moeder stal, zei Nicholaas dat hij opgelucht was ‘om te zien dat ze maar een mensenkind is’, omdat hij ‘altijd bang was dat de vleugels zouden groeien’.
Maria’s zussen maakten misbruik van haar. Haar zussen noemden haar “dikke kleine bow-wow”. In 1910 schreef Maria Alexandra een brief met het verzoek Olga haar eigen kamer te geven en haar toe te staan haar jurken te laten zakken. Maria probeerde haar moeder ervan te overtuigen dat het haar eigen idee was om de brief te schrijven, onder meer aan het einde van de brief:
“PS Het was mijn idee om je te schrijven.”