Mészáros Márta 1931-ben született Budapesten, családjával 1935-ben költöztek a Szovjetunióba. Apja, Mészáros László szobrászművész a sztálini rezsim áldozata lett, majd nem sokkal később betegségben édesanyja is elhunyt. 1956-ban a moszkvai filmfőiskolán szerzett rendezői diplomát, ezt követően Bukarestben, majd Budapesten készített dokumentum-, illetve riportfilmeket, 1958-1968 között pedig a Mafilm rövidfilmrendezője volt. 1958-ban feleségül ment Jancsó Miklós filmrendezőhöz. Eltávozott nap címmel forgatta első játékfilmjét 1968-ban, melynek főszerepét Kovács Kati Kossuth-díjas énekesnőre osztotta.
Az Örökbefogadásért (1975) átvehette a Berlini Nemzetközi Filmfesztivál Arany Medve-díját és ezzel Mészáros Márta lett a fesztivál történetének első női fődíjasa. 1977-ben a Kilenc hónap című filmje Cannes-ban elnyerte a filmkritikusok (FIPRESCI) díját.
Mészáros Márta 1982-ben fogott neki önéletrajzi indíttatású Napló-sorozatának, melynek első része, a Napló gyermekeimnek, a cenzúra miatt csak 1984-ben kerülhetett bemutatásra. Ez után következett a Napló szerelmeimnek (1987), a Napló anyámnak, apámnak (1990), majd 1999-ben a Kisvilma. Ezekben a filmekben gyerekkorát, filmrendezői ambícióit, valamint a rendszerváltás utáni csalódását vitte filmvászonra. A sorozat utolsó filmje a rendezőnő Kirgizisztánban töltött gyerekkoráról szól. A Napló-sorozat első két epizódja a legnagyobb európai filmfesztiválok elismerését is kiváltotta: a Napló gyermekeimnek Cannes-ban elnyerte a zsűri nagydíját, míg a Napló szerelmeimnek Berlinben Ezüst Medvét kapott.
A hetedik szobában (1995), A temetetlen halottban (2004) vagy az Utolsó jelentés Annáról (2009) című filmjében Mészáros Márta olyan nagy történelmi figurákkal foglalkozott, mint Edith Stein mártír apáca, Nagy Imre miniszterelnök vagy Kéthly Anna szociáldemokrata politikus. 2017-ben jelent meg utolsó játékfilmje, az Aurora Borealis: Északi fény, melynek egyik szerepét Törőcsik Mari játszotta.
1990-ben kapta meg a Kossuth-díjat, 2004-ben pedig a Mozgókép Mestere címmel tüntették ki, de munkásságát Balázs Béla-díjjal, illetve a Magyar Filmkritikusok Életműdíjával is elismerték. 2017-ben tagjává választotta az amerikai filmakadémia.
Az írás a Filmtett gyakornoki programjában készült.
