Stein nació en Marquette, Míchigan, y se crio en Milwaukee, Wisconsin.
Inició su carrera como actriz participando en varias producciones teatrales.
[1][2] Más adelante ingresó en la prestigiosa Escuela Juilliard como miembro del Grupo 13 (1980–1984).
[2][4] Tras graduarse en Juilliard, Mary obtuvo su primer papel importante en el episodio "Time's Arrow" de la serie Star Trek: The Next Generation, interpretando el papel de una enfermera alienígena.
Realizó otras apariciones destacadas en producciones cinematográficas como Babe: Pig in the City, Changeling y How the Grinch Stole Christmas y en las series de televisión General Hospital y Providence.