Actrice soviétique d’origine ukrainienne, Maïa Boulgakova sort diplômée du VGIK de Moscou en 1955 et entame une riche carrière de comédienne. Elle apparaît rapidement en femme de soldat dans Quand passent les cigognes (Kalatozov, 1957), puis on la retrouve dans Les années de feu (Solntseva, 1961), mais c’est surtout son rôle principal dans Les ailes (Chepitko, 1966) qui la fait remarquer.
Par la suite, elle tourne dans Pas de gué dans le feu (Panfilov, 1968) et on lui confère en 1969 le titre d’artiste émérite de l’URSS. Boulgakova joue ensuite dans La vérification (Guerman, 1971). Durant les années 70, elle tourne énormément, aussi bien pour le cinéma que pour la télévision, mais aucun de ses films ne nous parvient. On la revoit enfin dans Les adieux à Matiora (Klimov, 1983)
Maïa Boulgakova est victime d’un accident de la route mortel en octobre 1994. Elle avait 62 ans.