Среднюю школу Майя окончила в Краматорске, куда семья вернулась с заводом после освобождения города.
Достаточно дерзко она отправилась в Москву и поступила во ВГИК, в мастерскую Б. Бибикова и О. Пыжовой, которую окончила с отличием в 1955 г., в том же году получив предложение сниматься в фильме «Вольница» Г. Рошаля.
После дебюта Булгаковой предложения от режиссеров поступали регулярно, однако всегда речь шла лишь об эпизодических ролях. Тем не менее биографы уверяют, что отсутствие работы в кино М. Булгакова компенсировала пением. Она даже выступала с популярным джазовым оркестром Утесова и в 1957 г. как певица получила Серебряный приз на Всемирном фестивале молодежи и студентов в Москве. Интересный и даже неожиданный для нашего стереотипного восприятия М. Булгаковой факт: она первой стала исполнять песни Эдит Пиаф.
После десятилетия простоя и эпизодов первой крупной работой Булгаковой в кино стала лента «Крылья» (1966) Л. Шепитько, в которой актриса создала непростой образ бывшей военной летчицы Надежды Петрухиной, ставшей после окончания боевых действий директором ремесленного училища. Народная артистка России Тамара Семина оценила участие Булгаковой в этой картине весьма эмоционально: «Лариса Шепитько ее вознесла, единственный режиссер, который дал ей главную роль, в фильме «Крылья». А как она сыграла!!! Вообще все ее знали как удивительную актрису. Но и она посылала всех – будь здоров! Как она пела, какая там, к черту, Эдит Пиаф! Если бы ей дали запеть с экрана, Пиаф на родине называли бы французской Майей Булгаковой. Такого драматизма, такого трагизма актриса – глыбина!»
Майя вышла замуж за Алексея Габриловича, сына знаменитого режиссера и сценариста Евгения Габриловича. Биографы уверяют, что Булгакова сыграла большую роль в том, что Алексей тоже стал режиссером.
В 1967 г. Глеб Панфилов начал съемки фильма «В огне брода нет» по сценарию Е. Габриловича. На главную роль сразу была утверждена Инна Чурикова, а Майя Булгакова – на роль беспутной санитарки Марии, тайно влюбленной в комиссара Евстрюкова (роль А. Солоницына). И даже среди такого яркого ансамбля (включая М. Кононова, М. Глузского, Е. Лебедева и других) Майя Булгакова запомнилась, зацепила зрительские сердца.
Ярчайшей страницей в судьбе актрисы стала трагическая роль Катерины Ивановны Мармеладовой в фильме Л. Кулиджанова «Преступление и наказание» (1969). Роль, о которой Булгакова мечтала и которой боялась, стала испытанием, после которого М. Булгакову звали сниматься очень часто. При этом актриса работала на сцене Театра-студии киноактера, однако о театре отзывалась своеобразно: «После кино все странно и страшно… В зале-то люди сидят».
В 1970-х гг. М. Булгакова снова вышла замуж – за австрийского коммуниста, переехавшего ради супруги в Москву. На вопрос о возможном отъезде из СССР актриса отвечала, что «не предает только работа», и осталась.
Жизнь известной и яркой актрисы закончилась трагически. 1 октября 1994 г. Майя Булгакова вместе с актрисой Любовью Соколовой, отправившись на встречу со зрителями, попала в автокатастрофу, после которой в тяжелом состоянии была доставлена в реанимацию, где скончалась 7 октября, не приходя в сознание. Похоронена на 6-м участке кладбища Ракитки (Москва), рядом с мужем, которого она пережила лишь на три месяца. А спустя год скончался Алексей Габрилович.
На похоронах Майи Булгаковой ее подруга рассказала, что накануне трагедии актриса шепотом, но с улыбкой поведала буквально следующее: «Я знаю, что скоро встречусь с мужем». Говорят, что кончину супруга актриса переживала очень остро и молила Бога, чтобы Он скорее забрал ее.
Память о талантливой актрисе остается. В 1997 г. на RENtv вышел фильм режиссера Вадима Фоменко «Майя Булгакова», по сценарию Леонида Филатова.
Замечательный актер, литератор и телеведущий Л. Филатов так в нем отозвался о Майе Булгаковой: «Удивительная артистка – она поражала нас не какой-то пронзительностью, глубиной понимания проблемы, настроениями, а какой-то такой постоянной ровной интонацией правды. Иногда уютной, иногда – неуютной. Иногда беспокойной, тревожной, может быть некрасивой правды, но правды… Успех в кино пришел к Булгаковой только в 1966 г. – в 1965 г. она встретила Ларису Шепитько, та готовилась снимать фильм «Крылья». Булгакова подошла и спросила: «Хочешь открыть новую актрису?»… Но позднее, когда я узнал данные ее биографии, немножко что-то сказанное в ее жизни, ее близкими, друзьями, людьми – я понял, что она очень непростая «фигура», Майя Булгакова. Она была такой бурно-романтической женщиной, видимо, потому, что в жизни ее было много любви…»
В 2009 г. по каналу «Культура» прошел фильм режиссера А. Сребницкого «Майя Булгакова, Алексей Габрилович», из цикла документальных фильмов «Больше чем любовь».
