Figlia d'arte, i suoi genitori sono gli attori simbolo del cinema Anni Novanta-Duemila Uma Thurman ed Ethan Hawke, Maya Hawke ha diviso con loro alcune delle professioni che anche hanno svolto quando avevano la sua stessa età. Ha iniziato, infatti, come fotomodella, mestiere che ha in comune con la madre (ma anche con la nonna, la baronessa tedesca Nena von Schlebrügge, e la bisnonna, la svedese Birgit Holmquist), e ha proseguito come cantautrice, passione che ha in comune con il padre, imponendosi però definitivamente come attrice.
Dopo essere stata Jo March nell'adattamento della BBC del 2017 di Piccole donne, ha preso parte, con il personaggio della spigliata e divertente teenager Robin, a uno dei serial più famosi della piattaforma Netflix, Stranger Things, che le ha regalato la fama mondiale e le ha permesso di apparire anche nella saga horror Fear Street.

Studi
Nata a New York City, Maya Hawke cresce con suo fratello minore, Levon Roan, in una famigli allargata (dopo la fine del matrimonio dei suoi genitori), che può vantare tra i suoi avi il grande drammaturgo Tennessee Williams.
Affetta da dislessia, dopo aver cambiato frequentemente scuola, riesce a terminare gli studi d'infanzia presso il Saint Ann's School, un istituto privato di Brooklyn, all'interno del quale capisce fin da subito di voler seguire le orme dei suoi genitori e lavorare nel campo dello spettacolo.
Inizia seguendo i corsi estivi di recitazione organizzati dalla Royal Academy of Dramatic Art di Londra e dallo Stella Adler Studio di New York, che le permetteranno poi di sostenere un provino per la Juilliard School ed essere quindi ammessa. Lascerà la prestigiosa scuola di arti dello spettacolo dopo un anno, per accettare il ruolo di protagonista in Piccole donne, ma anche per lavorare come fotomodella per grandi marchi, come quello di Calvin Klein, grazie al quale sarà diretta in uno spot nientemeno che da Sofia Coppola (che poi l'avrebbe voluta come Ariel nel progetto, poi andato in fumo, di un live-action della Sirenetta).

La fama grazie a Netflix
Scelta poi da Netflix per interpretare Robin Buckley, uno dei personaggi principali di Stranger Things, introdotto però solo nella terza stagione, raggiungerà grazie a questo la notorietà, che le permetterà di imporsi televisivamente anche in altri prodotti per il piccolo schermo, dallo storico The Good Lord Bird - La storia di John Brown (2020), accanto a suo padre, alla già menzionata saga horror di Fear Street (2021).

Altri film
Dopo il thriller Ladyworld (2018), viene diretta da un caro amico della madre, il cineasta Quentin Tarantino, in C'era una volta a... Hollywood nel ruolo della hippy Flowerchild.
L'anno seguente, è nel remake americano del film di Paolo Virzì Il capitale umano, Il capitale umano - Human Capital, diretta da Marc Meyers, ed entra poi nel cast di Mainstream di Gia Coppola (2020).
Dopo tre anni, veste invece i panni della maestra June in Asteroid City (2023) di Wes Anderson ma partecipa anche al nuovo film di Bradley Cooper Maestro.

Musica
Anche cantautrice folk, Maya Hawke ha inciso due singoli "To Love a Boy" e "Stay Open", da lei firmati assieme a Jesse Harris e seguiti dall'album "Blush".