Maria é filha da arqueóloga Maria da Conceição de Moraes Coutinho Beltrão e do ex-ministro da Ditadura Militar Hélio Beltrão. Formada em Jornalismo em 1996 pela UniverCidade. Maria ingressou na Rede Globo de Televisão graças ao convite de Alice Maria, que conheceu Maria num curso de expressão em vídeo ao final da faculdade. Neste mesmo ano passou a ser apresentadora do Em Cima da Hora,o telejornal que era exibido a cada hora cheia, na GloboNews.

Dentre os seus trabalhos, destacam-se a apresentação dos desfiles das escolas de samba do Rio de Janeiro (onde estava desde 2002 até 2008, junto de Cléber Machado) e a entrega do Oscar junto de José Wilker, ambos na Rede Globo, além das numerosas traduções simultâneas de eventos em francês, inglês e espanhol.

Foi a escolhida para representar toda a equipe da GloboNews no programa de entrevista de Jô Soares, por ocasião dos 10 anos da emissora. Em 2009, voltou ao Programa do Jô, durante as comemorações do primeiro aniversário do telejornal Estúdio i.

Na Rede Globo de Televisão foi apresentadora eventual dos telejornais Bom Dia Brasil, RJTV. Em outubro de 2006, Maria estreou um novo programa, ao vivo, na GloboNews: o Entre Aspas, que atualmente é exibido as terças e quintas sempre às 23h00, mas em agosto de 2008 deixou o programa para apresentar o Estúdio i, é um telejornal diário próprio que tem como principal característica a informalidade e está no ar desde outubro de 2008.

Desde o ano de 2006, Maria Beltrão apresentou a Cerimônia do Óscar na Rede Globo ao lado de José Wilker. Com a morte do ator em 2014, a transmissão contou com uma tradutora simultânea e os comentários de Maria, Artur Xexéo e Lázaro Ramos, em 2015. O cinema é uma grande paixão da jornalista, que se prepara bastante para apresentar o Prêmio. Maria mergulha no universo do cinema e procura estar pronta para a maior variedade possível de comentários. Em 2016, Juntou-se a Xexéo a atriz Glória Pires. Em 2017, a apresentadora estava escalada,mas devido a ordens médicas,teve que ser afastada e foi substituída por Christiane Pelajo.

Com duração de duas horas,o telejornal Estúdio i traz a marca registrada de Maria Beltrão. O programa vai ao ar de segunda a sexta feira, sempre às 14 horas. O Estúdio i conta com comentários especializados e aprofundados,de maneira informal, nos temas de Economia, Cultura, Saúde, Política Internacional e Esportes.

Além disso, acontecem entrevistas ao vivo com cantores, atores, artistas ou especialistas em algum tema específico, que seja enriquecedor para a discussão, de acordo com a pauta do programa.

Além do aprofundamento nos assuntos e da informalidade na abordagem, outro traço essencial do Estúdio i é a interatividade. O programa conta com um site, no qual os internautas têm a oportunidade de responder a enquetes, e postar perguntas e comentários que são lidos ao vivo durante sua exibição.