Maria Thomas lahir pada tanggal 17 Februari 1896 di Likupang yang terletak di wilayah Minahasa di Sulawesi Utara. Ayahnya bernama Adriaan Thomas dan ibunya bernama Nicolina Maramis. Ayahnya memiliki karier di militer sehingga keluarganya harus terus pindah ke berbagai daerah di Indonesia. Namun, ini juga memungkinkan Marie untuk mendapat pengalaman sekolah di berbagai sekolah dari Sulawesi hingga Jawa. Pada mulanya STOVIA tidak menerima wanita sebagai mahasiswa, tetapi kebijakan tersebut berubah sebagian besar karena usaha Aletta Jacobs (dokter wanita pertama di Belanda). Ketika Jacobs mengunjungi Hindia Belanda pada tahun 1911, dia mendesak masalah ini kepada Gubernur-Jenderal A.W.F. Idenburg. Setelah kemudian wanita diizinkan untuk mendaftar ke STOVIA, terdapat sebuah kendala baru yaitu mereka tidak bisa dipekerjakan oleh Layanan Kesehatan Sipil (Burgerlijke geneeskundige dienst) dan karenanya mereka harus membayar studi mereka sendiri di STOVIA.
Untuk mengatasi masalah ini, saudara perempuan Aletta yaitu Charlotte Jacobs (wanita pertama yang memperoleh gelar dalam bidang farmakologi di Belanda), membantu mendirikan sebuah yayasan untuk mengumpulkan dana bagi siswa perempuan yang belajar STOVIA. Yayasan ini didirikan pada 1 September 1912 dengan bantuan Marie van Zeggelen dan Elisabeth van Deventer. Yayasan yang mereka bentuk bernama Perkumpulan untuk Membentuk Dana Studi untuk Pendidikan Dokter Hindia Wanita (SOVIA atau Vereeniging tot Vorming van een Studiefonds voor Opleiding van Vrouwelijke Inlandsche Artsen). Marie mulai belajar di STOVIA pada bulan September 1912 dan ia didukung oleh yayasan SOVIA. Pada saat pendaftarannya, Maria adalah satu-satunya siswa perempuan di antara sekitar 200 siswa laki-laki. Hanya dua tahun kemudian barulah sekolahnya menerima siswa perempuan kedua yang bernama Anna Warouw yang juga berasal dari daerah Minahasa.
Marie Thomas menyelesaikan studinya di STOVIA pada tahun 1922 dan ia diakui sebagai lulusan wanita pertama STOVIA. Dia kemudian memulai prakteknya di rumah sakit utama di Batavia bernama Centrale Burgerlijke Ziekeninrichting (CBZ) (sekarang Rumah Sakit Umum Pusat Nasional Dr. Cipto Mangunkusumo). Dia kemudian bekerja di Medan, Manado, dan kembali ke Batavia dan bekerja di Rumah Sakit Budi Kemuliaan yang didirikan oleh yayasan SOVIA. Marie sempat menjadi asisten Nicolaas Boerma, seorang dokter Belanda yang spesialisasi dalam bidang obstetri. Dia adalah salah satu dokter pertama di Indonesia yang memakai alat pengaturan kelahiran dan intrauterine device).