Maria Anna Cecilia Sofia Kalogeropulos görög bevándorlók gyermekeként született New Yorkban. Gyógyszerész apja az amerikaiak számára nehezen kiejthető nevet előbb Kalosra, később Callasra rövidítette. A csodálatos hangú, rendkívüli hallású kislányt anyja már ötévesen éneklésre fogta, hiába tiltakozott az kézzel-lábbal. Szülei válása után, tizennégy évesen anyjával Görögországba költöztek, ahol képzetlen hangja miatt nem vették fel a konzervatóriumba, így a spanyol koloratúrszoprán, Elvira de Hidalgo növendéke lett. Pályafutása 18 évesen az athéni operaházban, Suppé Boccaccio című vígoperájának egy kis szerepével kezdődött; 1942-ben a Tosca címszerepébe beugorva már hatalmas sikert aratott.
1945 őszén meghallgatást kért a híres New York-i Metropolitan Operában, ahol a Fidelio és a Pillangókisasszony főszerepét ajánlották fel neki, de mivel a szeszélyes és ekkor még túlsúlyos Callas inkább az Aidát és a Toscát szerette volna, széttépte a papírt. A Chicagóból kapott szerződést elfogadta, de a társulat a premier előtt megszűnt.
Megkeresték viszont Olaszországból, és 1947-ben a Veronai Arénában Ponchielli Giocondájának címszerepében debütált. Nem sokkal később feleségül ment a nála 30 évvel idősebb Giovanni Meneghini téglagyároshoz, aki impresszáriója is lett. Zenei téren Tullio Serafin karmester vette szárnyai alá, színészi képességei kibontakoztatásában pedig a rendező Luchino Visconti volt segítségére. 1951-ben mutatkozott be a milánói Scalában. Mexikóban egy hónap alatt énekelte el a torokpróbáló Normát, Aidát és Toscát. A hangjától lenyűgözött Arturo Toscanini neki adta a Lady Macbeth címszerepét; a Metben 1956-ban Bellini Normájában mutatkozott be. Legnagyobb vetélytársa Renata Tebaldi volt, rivalizálásuk az operabarátokat is két táborra osztotta.
Callas az ötvenes években ért karrierje csúcsára, fényképe 1956 októberében az amerikai Time magazin borítóján is szerepelt. Háromoktávnyi hangterjedelme az alsó F-től a felső E-ig, a drámai szoprántól a koloratúrszopránig ívelt. Gyönyörű hangjához kivételes előadói képességek társultak; ő próbálta először színészi játékkal megreformálni az olasz operát. Oroszlánrésze volt a bel canto újbóli divatba hozásában.
Pályafutása során 529 előadáson 36 szerepet alakított, húsz teljes operafelvételt készített. A leggyakrabban és legszívesebben drámai, érzelmekben gazdag szerepekben tündökölt, olyan nőként, aki meghal vagy gyilkol szerelméért. Vígoperában, kezdő éveit leszámítva, csak Rossini műveiben (A sevillai borbély, A török Itáliában) énekelt. Visconti mellett Franco Zeffirelli is rendezte, mindketten színpadra állították vele a Traviatát és a Toscát. 1969-ben Pier Paolo Pasolinivel forgatta a Médea című filmet, de ekkor már túl volt a csúcson.
Egészsége az ötvenes évek végére megrendült, nem utolsósorban a túlzásba vitt fogyókúrák miatt. A pályája elején meglehetősen testes Callas másfél év alatt 40 kilót adott le, ami nagyon megterhelte szervezetét. Utazásai során lelkesen gyűjtötte a recepteket, amiket könyv alakban is közzétett – ő azonban egyiket sem kóstolta meg soha, csirkehúson és salátán élt. Rövidlátó is volt, a színpadon szemüveg nélkül partnereit körvonalakként, a karmestert pedig egyáltalán nem látta. A temperamentuma miatt Tigrisnek is nevezett Callast zajos sikerei mellett kínos bukások is érték, és a sajtó magánéletére is rátelepedett, miután 1959-ben otthagyta férjét. Az énekesnő ekkor kezdett egy évtizedig tartó szenvedélyes viszonyt Arisztotelész Onasszisz görög hajómágnással, aki aztán Jackie Kennedy kedvéért hagyta ott.
A hatvanas években már jobbára hangversenyfellépéseket vállalt, utoljára 1965-ben énekelt operát, a Toscát Londonban. Utolsó turnéját 1973-ban Giuseppe Di Stefano tenor társaságában tette, akihez állítólag rövid ideig romantikus viszony fűzte, s bár a kritika szerint akkorra mindketten elvesztették hangjukat, a közönség lelkesen ünnepelte őket. Utoljára 1974 novemberében énekelt nyilvánosság előtt, a japán Szapporóban.
Élete végét magányosan és megtörten Párizsban töltötte. Egyre rosszabbodó fizikai és idegállapota miatt gyógyszerekhez nyúlt. Amikor 1970-ben túladagolás miatt kórházba került, a sajtó öngyilkossági kísérletről cikkezett. Az opera koronázatlan királynője 1977. szeptember 16-án, alig 53 évesen halt meg, a hivatalos jelentés szerint szívrohamban, bár sokan öngyilkosságról beszéltek. Hamvait végakarata szerint a görög tengerbe szórták.
Callas olyan, más műfajban sikeres énekesnőkre is nagy hatással volt, mint Patti Smith, Emmylou Harris és Céline Dion. Milánóban és Párizsban teret neveztek el róla, nevét nemzetközi énekverseny is viseli, 2007-ben posztumusz Grammy-életműdíjat kapott. Halálának 30. évfordulóján Görögországban emlékérmet adtak ki, a 40. évfordulón megjelent a Callas Live című albumcsomag, mely 42 CD-n és 3 Blue-ray lemezen tartalmazza élő fellépéseinek felújított felvételeit. Életéről az amerikai Terence McNally Mesterkurzus címmel írt színdarabot, Zeffirelli Mindörökké Callas (2002) címmel róla forgatta utolsó játékfilmjét a francia Fanny Ardant-nal a főszerepben. 2017-ben A Maria Callas-sztori című francia dokumentumfilm mutatta be életét archív felvételek segítségével.
Születésének centenáriumára több kiadvánnyal emlékeznek, Görögországban egész évben számos eseménnyel adóznak művészetének; októberben Athénban múzeuma nyílt. Az Angelina Jolie főszereplésével, a chilei Pablo Larraín rendezésében részben Magyarországon forgatott Maria című életrajzi film munkálatai hamarosan befejeződnek.
Nyitóképen Maria Callas 1971 áprilisában Párizsban. Fotó: AFP