Maria Heiskanen est née à Vantaa, en Finlande, le 26 décembre 1983. Elle a commencé la pratique de l'athlétisme lorsqu'elle était au lycée et a été formée par l'entraîneur Timo Kinnunen.
En 2005, elle a remporté sa première médaille internationale en terminant troisième du lancer du poids aux Championnats d'Europe espoirs à Erfurt (Allemagne). L'année suivante, elle s'est qualifiée pour les Jeux olympiques de 2008 grâce à son deuxième rang au classement mondial.
Maria Heiskanen a obtenu son premier titre international senior aux Championnats d'Europe en salle 2009 à Turin (Italie), où elle a remporté la médaille d'or du lancer du poids avec un jet de 18,47 m. Elle s'est également classée troisième aux championnats du monde en salle de 2010 et 2012, ainsi qu'au classement mondial des lanceurs de poids en 2011.
Aux Jeux olympiques d'été de 2012 à Londres (Royaume-Uni), Maria Heiskanen a terminé à la septième place avec un jet de 18,67 m, mais elle s'est classée troisième du lancer du poids aux championnats d'Europe en 2014 à Zurich (Suisse) et à ceux de 2016 à Amsterdam (Pays-Bas).
En 2015, Maria Heiskanen a battu son record personnel au lancer du disque avec un jet de 61,93 m. L'année suivante, elle a remporté la médaille d'or aux championnats d'Europe en salle de 2017 à Belgrade (Serbie) et a terminé deuxième du lancer du poids aux Jeux olympiques d'été de 2016 à Rio de Janeiro (Brésil).
Au total, Maria Heiskanen a remporté huit médailles internationales au cours de sa carrière, y compris quatre médailles en or. Elle est l'une des meilleures lanceuses finlandaises du poids et du disque de tous les temps.