Maria Dejmek jest szerzej rozpoznawana dzięki swojej roli w popularnym serialu „Barwy szczęścia”. Ukończyła Wydział Aktorski Państwowej Wyższej Szkoły Teatralnej w Krakowie w 2012 roku.
W trakcie studiów w 2011 roku otrzymała nagrodę za rolę w spektaklu „Babel 2” na XXIX Festiwalu Szkół Teatralnych w Łodzi. Następnie grała w Narodowym Teatrze Starym im. H. Modrzejewskiej w Krakowie. W latach 2014-15 występowała w Teatrze Dramatycznym w Warszawie. Dodatkowo pojawiła się na scenach Teatru Imka w Warszawie i Teatru Nowego w Łodzi. Obecnie zobaczyć ją można w Teatrze Capitol, gdzie wciela się w rolę Lucy w spektaklu „Przekręt (nie)doskonały” oraz Jennifer w spektaklu „Kiedy kota nie ma”.
W swoim dorobku artystycznym wystąpiła w licznych serialach, takich jak „Faceci do wzięcia”, „Komisarz Alex”, „Nad rozlewiskiem”, „Rodzinka.pl” oraz „Brzydula”. W większości przypadków były to jednak epizodyczne role w pojedynczych odcinkach. Natomiast jej największą popularność przyniósł serial „Barwy szczęścia”, w którym od 2012 roku wciela się w postać Natalii Zwoleńskiej – jednej z głównych bohaterek.
Poza karierą telewizyjną, Maria Dejmek zagrała również w kilku filmach pełnometrażowych, takich jak „Randka w ciemno”, „Plagi Breslau” oraz „Marek Edelman… i była miłość w Getcie”.