Maria Sibylla Merian, issue d’une famille calviniste, grandit dans un milieu artistique. Son père, Matthäus Merian (1593-1650), est un célèbre graveur et éditeur. Il meurt alors que la fillette a trois ans, et ce sont ses deux frères aînés qui reprennent alors l’affaire familiale. Leur mère se remarie à Jacob Marrel (1614-1681), peintre de fleurs et marchand d’art. Au sein de cet environnement à la fois artistique et commerçant, M. Merian se prend de fascination pour le cycle de vie des insectes. Elle est la première à comprendre que les chenilles dépendent toujours de plantes spécifiques – ce qui est aujourd’hui reconnu comme une loi de la nature.

À l’âge de dix-huit ans, M. Merian épouse Andreas Graff (1637-1701), élève de son beau-père. Elle gagne de l’argent grâce à ses aquarelles de fleurs et de fruits et aux cours de dessin qu’elle donne à des femmes fortunées. En 1679, elle édite à son propre compte son premier livre, Der Raupen wunderbare Verwandelung und sonderbare Blumennahrung [La Merveilleuse Transformation et la nourriture florale de la chenille]. En 1680 est publié Neues Blumenbuch [Le Nouveau Livre des fleurs], suivi d’un deuxième livre sur les chenilles en 1684. Entre-temps sont nées ses deux filles, Johanna Helena et, dix ans plus tard, Dorothea Maria, qui se révèlent des assistantes indispensables. La famille retourne à Francfort lorsque la mère de M. Merian, devenue veuve, se retrouve dans le besoin.

Alors que son mariage bat de l’aile, M. Merian s’enfuit avec sa mère et ses filles pour Wieuwerd, en Frise. La secte protestante labadiste y est établie sur la propriété de Cornelis van Aerssen van Sommelsdijck, gouverneur de la colonie néerlandaise du Suriname. Cette secte, dirigée par les sœurs du gouverneur, gère la plantation que possède ce dernier au bord du Suriname. C’est sans doute à Wieuwerd que M. Merian conçoit l’idée de visiter ce pays tropical, qui abrite de grands papillons colorés. Si la peintre n’a pas le droit de se consacrer librement à ses œuvres, il lui est permis de travailler à son troisième livre sur les chenilles. Mais la situation financière se dégrade et une maladie infectieuse se déclare sur la propriété. En 1691, M. Merian se résout à emménager avec ses filles dans la cosmopolite Amsterdam. En tant que veuve (son mari n’étant pas labadiste, la secte le considère comme mort), elle a le droit de fonder sa propre entreprise et crée In de Roosentak, près du jardin botanique, dont le directeur, le physicien et botaniste Caspar Commelin, devient un proche.

Pour financer son voyage au Suriname, M. Merian vend, durant les quatre mois qui précèdent son départ, des centaines de dessins, d’estampes et d’insectes préparés. En juin 1699, elle prend le large en compagnie de sa benjamine en direction de Paramaribo. Là, elles louent une petite maison avec un jardin et visitent des plantations, à la recherche de chenilles, de papillons et des plantes qui les abritent.

Victime d’une maladie tropicale, M. Merian est contrainte de rentrer à Amsterdam au printemps 1701. Sa fille et une « femme indienne » l’accompagnent. Elle se rétablit sans doute promptement, car Metamorphosis Insectorum Surinamensium [Transformations des insectes du Suriname] paraît au printemps 1705, dans un format in-folio, illustré de soixante planches. C. Commelin fournit le texte en latin et M. Merian rédige celui en néerlandais. Le livre, couronné de succès, connaît plusieurs retirages.

C’est sa fille, D. Merian, qui finalise l’édition du troisième livre sur les chenilles, publié quelques semaines après le décès de M. Merian le 13 janvier 1717. Les plus importantes collections d’œuvres de M. Merian se trouvent à Londres et à Saint-Pétersbourg. Hans Sloane, avide collectionneur d’histoire naturelle et fondateur du British Museum, ainsi que le tsar Pierre le Grand et son médecin personnel, Areskin, comptent parmi ses clients fidèles.