Maria Riva est la fille de Marlene Dietrich et de l’assistant réalisateur Rudolf Sieber. À l’âge de 5 ans, elle quitte l’Allemagne en compagnie de sa mère pour s’installer à Los Angeles. Ensemble, elles tournent L’impératrice rouge (1934) de Josef von Sternberg, dans laquelle Maria joue le rôle, à l’âge enfant, du personnage de Catherine de Russie qu’incarne Marlene.
La fillette apparaît ensuite, non créditée, dans Sa majesté est de sortie (Sternberg, 1936) et Le jardin d’Allah (1936) de Richard Boleslawski, dans lequel Dietrich partage l’affiche avec Charles Boyer. Vivant dans l’ombre de sa star de mère, elle se partage entre les États-Unis et l’Europe, où elle prend des cours de théâtre à l’Académie Max Reinhardt. Elle enseigne elle-même l’art dramatique à l’université Fordham et épouse en 1947 le scénographe William Riva.
Dans les années 50, Maria Riva joue dans quelques pièces à New York et travaille pour la télévision, signant en 1951 un contrat avec la chaîne CBS. On la voit alors dans de nombreux programmes dont les séries Suspense et Robert Montgomery Presents. Elle se retire en 1962 pour se consacrer notamment aux tournées musicales de sa mère, effectuant toutefois un discret come-back dans Fantômes en fête (1988) de Richard Donner, où elle interprète l’épouse de Robert Mitchum.
En 1992, Maria Riva publie Marlene Dietrich, une biographie de sa mère (morte la même année), dans lequel elle règle ses comptes avec la mythique interprète de L’Ange bleu. Elle apparaît une dernière fois à l’écran dans All Aboard (2018), court-métrage réalisé par son petits-fils, John Michael Riva Jr. Maria Riva est décédée le 29 octobre 2025 à l’âge de 100 ans.