Maria Hilmes wuchs in der Nähe von Kassel auf und sang bereits in ihrer Schulzeit kleine Partien wie die Barbarina in Le nozze di Figaro am Staatstheater Kassel. Sie studierte an der Hochschule für Musik und Theater Hamburg und an der Musikhochschule Köln (Prof. Kleasie Kelly). Sie erhielt einen ersten Preis beim Gesangswettbewerb des Landesmusikrates NRW und war Finalistin beim Belvedere Wettbewerb in Wien. Ihr erstes Engagement führte sie an die Vereinigten Bühnen Krefeld-Mönchengladbach, anschließend war sie neun Jahre Mitglied des Ensembles des Theater Dortmund. Dort sang sie alle wichtigen Partien ihres Faches, so z.B. Sesto in Händels Giulio Cesare, Dorabella in Così fan tutte, Donna Elvira in Don Giovanni, Niklas in Les Comtes d’Hoffmann, Waltraute in Die Walküre und Götterdämmerung, Oktavian in Der Rosenkavalier u. v. a. m. Sie verabschiedete sich 2011 vom Dortmunder Publikum in der Titelpartie des Hamlet von Christian Jost.

Daneben gastierte sie an zahlreichen deutschen Bühnen, u. a. Stadttheater Aachen, Staatstheater Braunschweig, Staatstheater Kassel, Nationaltheater Mannheim, Oper Nürnberg, Staatstheater Karlsruhe, Deutsche Oper am Rhein Düsseldorf/Duisburg, u. a.

Oratorienkonzerte und Liederabende ergänzen ihre künstlerische Tätigkeit.