Tercera de los cinco hijos -aunque primogénita superviviente- de Enrique Grey, III marqués de Dorset (después de 1551, I duque de Suffolk) con Frances Brandon.

Fue de facto reina de Inglaterra durante nueve días en 1553, lo que la convirtió en la segunda mujer en acceder al trono inglés, después de la bajomedieval reina Matilde de Inglaterra.

María Tudor era mucho más popular que Grey, en parte por el maltrato que había recibido su madre Catalina de Aragón por su esposo, Enrique VIII. Cuando la reina Juana Grey fue derrocada, María envió un emisario para intentar que Juana se convirtiera al catolicismo.

La rebelión encabezada y acaudillada por sir Thomas Wyatt el Joven en febrero del año 1554 selló el destino de Grey, a pesar de que no estuvo en ningún momento relacionada o vinculada con la rebelión. La rebelión se precipitó ante el inminente matrimonio de María con Felipe II de España. Tan sólo cinco días después del arresto de Wyatt, Grey fue ejecutada.

Pese a su corta edad, se la considera una de las mujeres más cultas de la corte inglesa de su tiempo. Era nieta de María Tudor, duquesa de Suffolk y reina consorte de Francia, bisnieta de Enrique VII de Inglaterra, sobrina nieta de Enrique VIII y por ende, sobrina segunda de su predecesor Eduardo VI y de las reinas sucesoras, María I y de Isabel I de Inglaterra.