Maria Elena Vieira da Silva est née à Lisbonne le 13 juin 1908. À l'âge de onze ans, Vieira da Silva commence l'apprentissage du dessin et de la peinture à l'Académie des beaux-arts de Lisbonne. Avant l'âge de vingt ans, elle étudie la peinture avec Fernand Léger, Charles Dufresne, la sculpture avec Antoine Bourdelle et la gravure avec Stanley Hayter. Elle crée aussi des œuvres textiles (tapisseries) et céramiques (vitraux).

Vieira da Silva s'installe en France en 1928, où elle se marie en 1930 avec le peintre d'origine hongroise Arpad Szenes; elle est naturalisée en 1956. En 1930, elle expose ses peintures à Paris. Après un bref séjour à Lisbonne et une période passée au Brésil durant la Seconde Guerre mondiale, elle a vécu et travaillé à Paris le reste de sa vie. À la fin des années 1950, Vieira da Silva avait acquis une renommée internationale pour ses compositions denses et complexes, influencées par Paul Cézanne, avec ses formes fragmentées, ses ambiguïtés spatiales et une palette de couleurs restreinte issue du cubisme et de l'art abstrait. Elle est considérée comme un des plus importants artistes de l'art abstrait d'après-guerre bien que sa peinture ne soit pas purement abstraite. Ses œuvres ressemblent souvent à des villes labyrinthiques ou même à des rayonnages de bibliothèque, allégories d'une quête éternelle de connaissance et d'absolu.

Vieira da Silva a exposé ses œuvres dans de nombreux endroits à travers le monde et a gagné un prix de peinture à la biennale de São Paulo en 1961. Vieira da Silva a reçu le Grand Prix National des Arts du gouvernement français en 1966 (elle fut la première femme à être ainsi distinguée). Elle a été nommée Chevalier de la Légion d'honneur en 1979.

Elle est morte à Paris le 6 mars 1992. En novembre 1994 est inaugurée la fondation Arpad Szenes-Vieira da Silva à Lisbonne qui expose une importante collection des deux artistes. Vieira da Silva fait partie des peintres réunis pour l'exposition "L'envolée lyrique, Paris 1945-1956" présentée au musée du Luxembourg (Sénat), avril-août 2006.