Майя Санду родилась 24 мая 1972 года в селе Рисипень Фалештского района Молдавской ССР.
В 1994 году окончила факультет менеджмента Академии экономического образования Молдавии. В 1998 году получила степень магистра международных отношений в Академии государственного управления при президенте Молдавии.
В 2010 году окончила магистратуру Гарвардского института государственного управления имени Джона Ф. Кеннеди в США.
В 1998-1999 годах — консультант, а в 1999-2005 годах — экономист в представительстве Всемирного банка в Кишиневе.
В 2005-2006 годах — директор Главного управления макроэкономической политики и программ развития в Министерстве экономики Молдавии.
В 2007 году — координатор программ в рамках Программы ООН по развитию в Молдавии, а в 2007-2009 годах — консультант по реформе центрального публичного управления.
В 2012-2015 гг. — министр образования Молдовы (была назначена по квоте Либерал-демократической партии Молдовы, хотя официально в ней не состояла). Начала внедрение ряда образовательных реформ, в частности при ней была ужесточена система контроля сдачи экзаменов.
В июле 2015 года Либерал-демократическая партия Молдовы выдвинула Санду кандидатом в премьер-министры, но ее не поддержали другие партии.
В декабре 2015 года Санду объявила о разрыве отношений с Либерально-демократической партией и о создании партии «Действие и солидарность» (PAS). Стала ее председателем с мая 2016 года.
Осенью 2016 года выдвинута кандидатом в президенты Молдавии от PAS.
Стала единым кандидатом на президентских выборах от проевропейской оппозиции.
На выборах во втором туре (набрав 47,82% голосов избирателей) уступила лидеру Партии социалистов Игорю Додону (52,18% голосов).
8 июня 2019 года президент Молдавии Игорь Додон после консультаций с парламентскими фракциями выдвинул Майю Санду кандидатом в премьер-министры. Ее кандидатуру единогласно поддержал парламент.
9 июня 2019 года Конституционный суд республики отменил решение депутатов, восстановил Филипа в должности премьера и временно отстранил от власти президента Игоря Додона, передав его полномочия Павлу Филипу. Санду заявила, что ее правительство продолжит работу.
При этом Евросоюз, Россия и США высказались в поддержку правительства Санду.
14 июня Демпартия объявила, что правительство Филипа добровольно уходит в отставку. КС 15 июня пересмотрел и отменил свои решения о роспуске парламента, проведении досрочных выборов и признании незаконным правительства премьера Молдавии Майи Санду.
12 ноября 2019 года парламент Молдавии из-за ситуации вокруг назначения генерального прокурора выразил вотум недоверия правительству Майи Санду. За отставку кабинета министров проголосовали 63 депутата из 101.
В июле 2020 года — кандидат на президентских выборах в Молдавии от партии «Действие и солидарность».
1 ноября 2020 года по итогам первого тура президентских выборов Майя Санду с 36,16% голосов избирателей прошла во второй тур.
16 ноября 2020 года, согласно данным Центральной избирательной комиссии, после обработки всех протоколов Майя Санду победила на выборах с результатом 57,7% голосов. За действующего президента Игоря Додона отдали голоса 42,2% избирателей. Примечательно, что существенный разрыв между кандидатами возник после подсчета голосов на участках для голосования за рубежом.
