Marie Cantacuzino a fost fiica cea mare a printului Nicolae Cantacuzino si a printesei Pulcheria Sturdza. Aceasta a primit o educatie de natura catolica si vorbea fluent franceza. Dupa o casnicie esuata la varsta de numai 16 ani, ea a intrat in gratiile lui Alexandru Cantacuzino. Chiar daca cei doi si-au oficializat relatia, la scurt timp dupa aceea au luat-o pe cai separate, fara a divorta insa.
Din anul 1850 Marie Cantacuzino s-a mutat la Paris impreuna cu familia sa, iar in 1854 il cunoaste pe artistul francez Theodore Chasseriau, cu care a avut o relatie timp de doi ani pana la moartea artistului. In atelierul acestuia il cunoaste pe viitorul ei partener, Pierre Puvis de Chavannes, cu care isi va petrece urmatorii 40 de ani din viata.