Η Μαίρη Σέλλεϋ γεννήθηκε στο Λονδίνο το 1797. Πατέρας της ήταν ο Γουίλλιαμ Γκόντγουιν, φιλόσοφος με ριζοσπαστικές ιδέες και εισηγητής της αναρχικής σκέψης στην Αγγλία, ενώ η μητέρα της, η Μαίρη Γουόλστοουνκραφτ, ήταν επίσης προοδευτική και ιδιαίτερα γνωστή συγγραφέας. Η Μαίρη έχασε τη μητέρα της μόλις δέκα ημερών, γεγονός που σημάδεψε βαθιά την παιδική της ηλικία. Με την καθοδήγηση του πατέρα της, αναπτύσσει από μικρή μια εντυπωσιακά πλατιά πνευματική καλλιέργεια.
Το 1814 γνωρίζει ξανά τον τότε άγνωστο Πέρσυ Μπ. Σέλλεϋ· ερωτεύονται και τον Ιούλιο της ίδιας χρονιάς φεύγουν μαζί για την Ευρώπη. Το 1816, μετά την αυτοκτονία της πρώτης συζύγου του Πέρσυ, της Χάριετ, η Μαίρη και ο Πέρσυ παντρεύονται. Από τα τέσσερα παιδιά που απέκτησαν, μόνο ο Πέρσυ Φλόρενς έζησε. Από το 1818 μέχρι τον ξαφνικό πνιγμό του Πέρσυ το 1822, ζούσαν μόνιμα στην Ιταλία. Μετά τον θάνατό του, η Μαίρη επέστρεψε στο Λονδίνο με τον γιο της και αφιερώθηκε στην επαγγελματική συγγραφή.
Πέρα από τον διάσημο Φρανκενστάιν, η Μαίρη Σέλλεϋ έγραψε τα μυθιστορήματα The Last Man (1826), Perkin Warbeck (1830), Lodore (1835) και Falkner (1837). Συνεργάστηκε με πολλές εφημερίδες και περιοδικά, ενώ έγραψε και δοκίμια και μελέτες για τη ζωή και το έργο σπουδαίων Ευρωπαίων συγγραφέων. Το 1839 εξέδωσε τα έργα του Πέρσυ Σέλλεϋ με τον τίτλο Ποιητικές Εργασίες. Το 1844 κυκλοφόρησε το ταξιδιωτικό της βιβλίο Περιπλανήσεις στη Γερμανία και την Ιταλία, όπου καταγράφει τα ταξίδια της με τον γιο της και φίλους του.
Πέθανε στο Λονδίνο την 1η Φεβρουαρίου 1851, σε ηλικία 53 ετών.