Ha frequentato il corso professionale di Teatro Azione prima di trasferirsi a Londra dove è stata accettata dalla prestigiosa Guildhall School of Music and Drama.

Attiva sia in Italia che in Francia, Maya Sansa ha lavorato con alcuni tra i più importanti registi italiani, come Marco Bellocchio (La balia, Buongiorno, notte e Bella addormentata) Marco Tullio Giordana (La Meglio Gioventù), Gianni Amelio (Il primo uomo), Carlo Mazzacurati (L’amore ritrovato), Liliana Cavani (Einstein). È stata scritturata da Ascanio Celestini per il primo lungometraggio del comico e attore, La pecora nera. In Francia è stata diretta, tra gli altri, da Claude Miller (regista, recentemente scomparso, del film “icona” L’effrontée) e da Jean-Paul Salomé.

Nel 2004 il New York Times le dedica un lungo articolo, nel quale l’importante testata statunitense la definisce “la nuova icona del cinema italiano”. Ha ricevuto numerosi premi, tra i quali, il premio Un certain regard al Festival di Cannes, il Nastro d’Argento e il David di Donatello.