Mary Cassat nació en Pittsburgh en 1844 en el seno de una familia acomodada. Su infancia transcurrió entre Estados Unidos y sus viajes por Europa. Desde muy joven quiso dedicarse a la pintura y, pese a la oposición paterna, ingresó en la National Academy of Design de Nueva York. Vivió en París durante la década de 1860, hasta el estallido de la guerra franco-prusiana (1870-1871), pero en 1872 volvió a la capital francesa de forma definitiva, y expuso regularmente en el Salón anual.

En 1872 observamos una maduración en su estilo, debido en parte al estudio de los maestros en los más importantes museos europeos y a las indicaciones de su maestro Camille Pissarro. La pintura de ese periodo refleja su fascinación por el Impresionismo a la par que su admiración por los viejos maestros italianos, españoles y holandeses.
En el Salón de 1874 Degas se interesó por su pintura y se inició un fructífero período de amistad y colaboración que llevaría a la pintora a ingresar oficialmente en el grupo de los impresionistas en 1879.

Poco después de su triunfo con los impresionistas, Cassatt dejó la pintura para hacerse cargo de su madre y hermana, quienes enfermaron. Su hermana murió en 1882, lo que dejó a la artista sin ánimo para pintar; su madre recuperó la salud, tras lo cual retomó la pintura.
Permaneció unida al círculo de los impresionistas hasta 1886, pues ya no se identificaba con éste ni con ningún otro movimiento artístico; a pesar de ello, no perdió su amistad con Degas y Berthe Morisot. El estilo de Cassatt continuó en evolución, acercándose hacia una honesta y simple copia de la realidad; empezó a experimentar con varias técnicas.

La década de 1890 fue la época más creativa de Cassatt; expuso regularmente en las galerías neoyorquinas e incluso se convirtió en modelo a seguir para jóvenes artistas norteamericanas a las que aconsejaba en sus carreras; entre éstas destaca Lucy A. Bacon. Al iniciarse el nuevo siglo trabajó como consejera para varios coleccionistas de arte, a los que recomendaba que eventualmente donaran sus compras a los museos de arte norteamericanos. Sin embargo, el reconocimiento amplio de su arte fue tardío en los Estados Unidos.
En 1904 fue condecorada como caballero de la Legión de Honor por el Gobierno de Francia.
En 1911 fue diagnosticada de diabetes, reumatismo, neuralgia y cataratas, y en 1914 tuvo que dejar de pintar por hallarse casi completamente ciega. Tras 11 años de completa inactividad artística debido a su ceguera, falleció en la casa familiar en 1926 por complicaciones de su enfermedad.