Майя Владимировна Кристалинская родилась 24 февраля 1932 года в Москве. Пела в хоре Центрального дома детей железнодорожников под руководством И.Дунаевского.
Окончила Московский авиационный институт, работала на заводе инженером-экономистом, участвовала в заводской самодеятельности. Стала лауреатом VI Всемирного фестиваля молодежи и студентов в Москве (1957), на котором выступала с самодеятельным ансамблем «Первые шаги» под руководством Юрия Саульского.

Недолго (1959—1960) работала солисткой в джаз-оркестре О.Лундстрема. С 1961 г. – солистка Москонцерта.
В 1962 г. Кристалинская получила третью премию на втором Всероссийском конкурсе артистов эстрады.
Исполнение М.Кристалинской привлекало обезоруживающей простотой и искренностью. Одетая в скромный костюм, почти аскетичная в выборе выразительных средств, она никак не отвечала имиджу эстрадной звезды. Красивый, низкий, хотя и небольшой голос звучал легко, свободно. Каждую песню трактовала по-своему, как её чувствовала, покоряя глубиной и правдивостью переживания. Примером для Кристалинской был М.Бернес, с которым она гастролировала в Польше в 1964 г. Одна из первых начала широко использовать световые эффекты, помогавшие создать нужное настроение. Непринужденно общалась с публикой, исполняемую песню объявляла сама.
Известность принесли песни Островского и Ошанина «Я тебя подожду» и «Детство ушло вдаль», продолжившие тему дворов детства, и «Два берега» из кинофильма «Жажда». Пластинка с записью этой песни разошлась тиражом 7 миллионов экземпляров.
Большой успех имели песни «Девчонки танцуют на палубе» Пахмутовой, «Садовое кольцо» М.Таривердиева (обе на ст. Гребенникова и Добронравова), «Ненаглядный мой» Пахмутовой (ст. Р.Казаковой), «Неужели это мне одной?» Г.Портнова (ст. Ю.Принцева). В ее исполнении по-новому зазвучали знаменитая «Землянка» К.Листова, «В лесу прифронтовом» М.Блантера, «Колыбельная Светлане» Т.Хренникова. Вершиной певческого искусства Кристалинской считается песня «Нежность» (А.Пахмутова и Н.Добронравов).
В одной из последних сольных программ «В песне жизнь моя» наряду со своими признанными шедеврами исполняла русские романсы (в том числе «Все, как прежде» И.Дунаевского, «Как хороши, как свежи были розы» А.Аренского), читала стихи О.Берггольц, Р.Рождественского. 
Записала на английском языке «Подмосковные вечера» В.Соловьева-Седого и «Течёт Волга» М.Фрадкина, на польском «Старый клен» Пахмутовой и «Москвичи» Эшпая. 
Голос Кристалинской звучит за кадром более чем в 20 фильмах.
В 1974 году певице присвоено звание Заслуженной артистки РСФСР.
Умерла Майя Владимировна 19 июня 1985 года.