Es una exactriz infantil, escritora, dramaturga, actriz de teatro y de doblaje estadounidense. Comenzó a trabajar de niña y se hizo famosa por sus papeles protagonistas en películas infantiles como Matilda, A Simple Wish, Miracle on 34th Street y Mrs. Doubtfire.

Ella es la hija mayor de Mike Wilson, un ingeniero de ascendencia irlandesa de radiodifusión televisiva, y Suzie Shapiro Wilson, una ama de casa judía. Ella tiene tres hermanos mayores Danny, Jon y Joel, y una hermana menor, Anna. La madre de Mara fue diagnosticada con cáncer de mama, el 10 de marzo de 1995. Para ese momento los médicos descubrieron el cáncer demasiado tarde. Suzie Wilson murió el 26 de abril de 1996, mientras que Mara estaba filmando "Matilda", la película fue dedicada a la memoria de Suzie. Mike, el padre de Mara se volvió a casar.

En 2005, se graduó de Idyllwild Arts Academy. Estudió en la Universidad de Nueva York. En junio del 2016, hace pública su bisexualidad, destacando también que es atea.

Después de ver a su hermano mayor Danny actuando en comerciales, Wilson tenía un interés en el cine, actuando a la edad de cinco años. Su debut en el cine fue en 1993 en "Mrs. Doubtfire", seguido por el remake de 1994 Miracle on 34th Street. En 1994, Wilson tuvo un papel recurrente como "Petrova" en Melrose Place y como "Barbara Barton" en la película para televisión A Time to Heal.

Wilson cantó "Make 'Em Laugh" en la 67. Academy Awards de transmisión por televisión el 27 de marzo de 1995, con Tim Curry y Kathy Najimy. En 1995, ganó el premio "ShoWest Award" como "Estrella Joven del Año". Sus actuaciones en esas películas llamaron la atención de Danny DeVito y la llevó a ser elegida como el personaje principal en la película Matilda.

Wilson ganó un "Young Artist Award" por su papel en A Simple Wish como "Mejor Actuación de una actriz joven en una Película" y un "Young Star Award" por Matilda en "Mejor Actuación de una Actriz Joven en una Película de Comedia". Ella fue dos veces nominada en los Saturn Award por "Mejor Actuación de un Actor Joven" por Matilda y A Simple Wish. En 1999, interpretó a "Willow Johnson" en la película de televisión de Disney Channel Ballom Farm. Mara audicionó para el papel del remake The Parent Trap, pero se consideró que era demasiado joven para el papel, obteniéndolo Lindsay Lohan. Su aparición en la película del 2000 Thomas and the Magic Railroad fue su último papel cinematográfico importante hasta la fecha. Una vez que se completó Thomas and the Magic Railroad Mara decidió concentrarse en la escuela en lugar de actuar de la película. En ese momento de su carrera los guiones eran enviados a Mara para que ella no tuviera que ir a las audiciones.

En 2012, Wilson apareció brevemente en un episodio de una serie web llamada Missed Connection en el papel de "Bitty" e hizo apariciones especiales en That Guy With The Glasses. Ahora trabaja para Publicolor y tiene la esperanza de entrar en novelas para adultos jóvenes y ha escrito su primera obra Off Broadway llamada "Sheeple". Wilson también tiene un papel recurrente en el podcast "Welcome to Night Vale" como "La mujer vieja sin rostro que vive en secreto en tu casa".