İrlanda, İngiliz ve İskoç kökenli olan Maureen Paula O'Sullivan, 17 Mayıs 1911'de Boyle, County Roscommon, İrlanda'da doğdu. Babası Connaught Rangers'ta subay olan Charles Joseph O'Sullivan ve eşi eski Mary Fraser (veya Frazer) idi. Dublin, Paris ve Londra'daki Katolik okullarında eğitim gördü (Convent of the Sacred Heart, Roehampton, burada geleceğin aktrislerinden Vivien Leigh de bir öğrenciydi). Maureen daha bir kız öğrenciyken bile, babasının başlangıçtaki muhalefetine rağmen oyunculuk kariyeri yapmak istiyordu. Çok çalıştı ve çok okudu. Oyuncu olma fırsatı karşısına çıktığında, neredeyse kucağına düşecekti. Amerikalı film yönetmeni Frank Borzage 1929 yılında Dublin'de Song o' My Heart (1930) filmini çekerken 18 yaşındaki genç kız onunla tanıştı. Borzage ona bir deneme çekimi önerdi ve o da kabul etti. Sonuçlar çok olumlu oldu ve Eileen O'Brien rolünü kazandı, ardından çekimleri tamamlamak için Hollywood'a gitti. Güneşli Kaliforniya'ya vardığında Maureen vakit kaybetmeden Just Imagine (1930), The Princess and the Plumber (1930) ve So This Is London (1930) gibi filmlerde rol aldı. Belki de 1930'lar boyunca MGM'in en popüler saf kızıydı ve Tarzan'a ait olmayan bir dizi filmde rol aldı. İlk kez 1932'de Tarzan Maymun Adam'da (1932) Jane Parker rolünde Olimpiyat madalyası sahibi Johnny Weissmuller'le bir araya geldi. Bunu, sonuncusu Tarzan New York'ta (1942) olmak üzere beş Tarzan filmi daha izledi. Tarzan destanları şimdiye kadar yapılmış en unutulmaz seriler arasında yer alıyor. Çoğu insan, O'Sullivan'ın yeteneği, zarafeti ve ışıltılı güzelliği olmasaydı bu filmlerin bu kadar başarılı olamayacağı konusunda hemfikirdir. Ama o Jane Parker'dan daha fazlasıydı. The Flame Within (1935), David Copperfield (1935) ve Anna Karenina (1935) gibi filmlerde rol almaya devam etti. Pride and Prejudice (1940) filminde de iyi bir performans sergiledi. Ancak 1940'lardan sonra, öncelikle kişisel nedenlerle, yani geniş ailesiyle ilgilenmek için daha az film yaptı. Kazançlı bir kariyeri bırakmak her zaman kolay değildir, ancak O'Sullivan bunu yaptı çünkü Avustralyalı-Amerikalı bir yazar olan kocası John Farrow'a ve yedi çocuğuna daha fazla zaman ayırmak istedi: Michael, Patrick, Maria (nam-ı diğer Mia Farrow), John, Prudence, Theresa (nam-ı diğer Tisa Farrow) ve Stephanie Farrow. Çift 1936'dan 1963'teki ölümüne kadar evli kaldı. Son Tarzan macerasından sonra, tifo nedeniyle ABD Donanması'ndan yeni ayrılmış olan kocasına bakmak için sözleşmesinden ayrılmak istedi. Tamamen emekli olmadı ve hala ara sıra film ve televizyon programları yapmak ve bir gelin danışmanlık hizmeti (Wediquette International) işletmek için zaman buldu.O'Sullivan Broadway'deki ilk çıkışını Paul Ford'un karşısında "Never Too Late" (27 Kasım 1962-24 Nisan 1965) ile yaptı ve büyük bir başarı elde etti. Broadway'de 1981'e kadar çeşitli araçlarda tekrar göründü ve daha sonra iki Broadway yapımının ortak yapımcılığını üstlendi. Daha sonra sinemaseverler onu Peggy Sue Evlendi (1986) filmindeki Elizabeth Alvorg rolüyle hatırlayacaklardır (beyaz perdenin emektarlarından Leon Ames'le karşılıklı oynayarak). Selüloitteki son rolü Good Old Boy'du: A Delta Boyhood (1988) filminde oynadı. Bunu bazı televizyon filmleri izledi ve 1996'da, 23 Haziran 1998'de Scottsdale, Arizona'da kalp ameliyatı sırasında ölümünden iki yıl önce tamamen emekli oldu. O zaman 87 yaşındaydı.