María Freire se forme au Círculo de Bellas Artes (CBA, Cercle des beaux-arts) de Montevideo avec José Cuneo (1887-1977) et Severino Pose (1894-1964), et à la Universidad del Trabajo (université du Travail) d’Uruguay. En 1944, elle assiste à l’atelier de Joaquín Torres García (1874-1949), mais ne s’intéresse pas à ce personnage qu’elle trouve excessivement « vaniteux », comme elle le déclare dans un entretien de 2006 à la revue uruguayenne Galería.
En 1944, elle s’installe dans la ville de Colonia del Sacramento, où elle exerce comme professeur de dessin dans l’enseignement secondaire et d’histoire de l’art en prépa d’architecture. Elle vit seule à l’hôtel et brave les conventions sociales de l’époque. Elle se lie avec des architectes et des artistes, tel Rhod Rothfuss (1920-1969), qui était également professeur à Colonia et qui deviendra par la suite membre du groupe Madí. En 1951, de retour à Montevideo, elle fonde aux côtés de l’artiste José Pedro Costigliolo (1902-1985) – qu’elle épousera en 1952 – le Grupo de Arte No Figurativo (Groupe d’art non figuratif). Un groupe orienté vers l’abstraction pure, qui s’éloigne du spiritualisme et de l’esthétique artisanale qui caractérisaient l’universalisme constructif de l’atelier de J. Torres García et ses disciples.

Ses travaux sculpturaux, éminemment novateurs, se distinguent par l’emploi de matériaux industriels comme l’acrylique, le fer et la tôle, ainsi que par l’inclusion de parties mobiles. M. Freire s’intéresse également à l’art africain et océanien, comme en témoigne le bronze Máscara [Masque, 1948]. Au cours des années 1950, elle travaille avec des ingénieurs de l’usine Kraft-Imesa pour mettre au point des pièces en acrylique, comme Construcción en acrílico y bronce [Construction en acrylique et bronze, 1953], tout en réalisant une œuvre picturale influencée par le constructivisme russe, le concrétisme brésilien, ainsi que les groupes Madí et Arte Concreto-Invención (Art concret-invention). Elle utilise également des matériaux peu conventionnels dans sa peinture, tels que l’émail de pyroxyline au chalumeau et la peinture au latex, comme on peut le voir dans ses œuvres A.B.N. (1957) et V.N.A. (1957).

Au milieu des années 1950, elle abandonne la sculpture pour se consacrer exclusivement à la peinture. Elle explore la vibration chromatique et la répétition des formes dans ses séries Sudamérica [Amérique du Sud, 1958-1960], Córdoba (1965), Capricornio [Capricorne, 1975] et Vibrante [Vibrant], qu’elle réalise entre les années 1970 et 1980. Après le décès de son époux en 1985, elle revient au travail sculptural. À partir des années 2000, elle exécute des sculptures à grande échelle destinées à des espaces publics. Prolifique jusqu’aux toutes dernières décennies de son existence, M. Freire meurt à Montevideo à l’âge de 97 ans.

Parmi ses expositions individuelles, on peut signaler celles organisées au Museu de Arte Moderna de São Paulo (1956), au Museu de Arte Moderna de Rio de Janeiro (1957) et à l’Union panaméricaine de Washington (1966). En 2003, la IV^e biennale du Mercosur lui a consacré une exposition hommage et, en 2016, le Museo de Bellas Artes Juan Manuel Blanes de Montevideo a organisé une rétrospective. Ses œuvres sont conservées au Museo Nacional de Artes Visuales d’Uruguay, collection Patricia Phelps de Cisneros, au MoMA et au Museo de Arte Latinoamericano de Buenos Aires (MALBA).