Après des études secondaires à l'école Saint-Joseph de Tahiti, elle revient en France pour étudier le journalisme à l'Institut national des langues et civilisations orientales (INALCO). En 1976, elle intègre la rédaction de *La Provence* puis rejoint l'émission politique *L'Heure de vérité*, animée par Jean-Claude Guigue sur TF1.
En 1980, Marie-France Siron est engagée comme journaliste au *Journal télévisé de 20 heures* sur Antenne 2 (devenu France 2), où elle couvre notamment la guerre des Malouines et les événements historiques tels que l'affaire des otages de l'Air France en Afrique. Elle devient également correspondante à Washington, puis reporter pour l'émission *Couleurs et Paysages* sur Antenne 2 (devenue TF1).
En 1985, Marie-France Siron est nommée directrice de la rédaction de la première chaîne de France 3. Elle conserve ce poste jusqu'en 1990 et se consacre ensuite à l'écriture. Auteure de plusieurs livres, elle publie notamment *Nos vies ont changé*, un livre sur les maladies rares en 1992, pour lequel elle obtient le prix Médicis essais en 1993.
En 1997, Marie-France Siron succède à Pierre Desgraupes comme directrice générale de la rédaction de France 3. Elle mène notamment une politique d'expansion des programmes locaux et reçoit le prix Goncourt de la presse en 1998 pour ses services rendus à l'information.
En juin 2006, elle quitte son poste à France 3 pour devenir conseillère spéciale au cabinet du président Nicolas Sarkozy. Elle occupe ce poste jusqu'en décembre 2010. En 2013, elle est nommée membre du Conseil supérieur de l'audiovisuel (CSA), où elle reste jusqu'en octobre 2014.
Marie-France Siron est chevalière de la Légion d'honneur et officier de l'ordre national du Mérite. Elle est mère de quatre enfants.