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玛丽一世童年與早期生活
瑪麗是亨利八世和凱瑟琳王後（阿拉貢的凱瑟琳）唯一的孩子。在瑪麗出生以前，凱瑟琳王後曾多次流産，一名女嬰早夭，三名男嬰夭折。瑪麗是阿拉貢的斐迪南二世和卡斯蒂利亞的伊莎貝拉一世的外孫。她在倫敦的格林威治出生，教父為紅衣主教托馬斯‧沃爾西。童年時的瑪麗是一個體弱多病的孩子，患有眼疾，鼻竇有毛病，亦經常為頭痛所苦。
教育與訂婚
縱然健康不太理想，瑪麗仍然是一個早熟的小孩。她良好的教育大多歸功於凱瑟琳王後，她亦是瑪麗的第一位拉丁語老師。除此以外，瑪麗亦有學習希臘文、科學及音樂。1521年7月，當瑪麗還不過是5歲半時，已能在王宮的賓客前演奏古鍵琴，為父親贏盡面子，亦因而深受他的寵愛。她九歲的時候，父親亨利八世賜予她威爾士公主的稱號。在英國歷史中，這一直是王儲的頭銜。儘管亨利十分疼愛瑪麗，他仍然因無男性後嗣而甚感失望。
早於瑪麗還小時，亨利八世已為她的婚事張羅。在她兩歲的時候，她與法國王太子，即法國王帝弗朗索瓦一世的兒子訂婚。但三年後，婚約宣告無效。1522年，她被安排與22歲的表哥，神聖羅馬帝國的查理五世締結婚約，唯數年後，查理五世與一位葡萄牙公主結婚，與瑪麗的婚事因而告吹。法國的弗朗索瓦一世亦曾被視為瑪麗的訂婚對象，因兩人的婚事會促使兩國結成友邦。後來簽訂的婚約亦保證瑪麗會嫁予弗朗索瓦一世或他的次子，奧爾良公爵亨利。但後來亨利八世的首席顧問沃爾西成功透過其他方法保存兩國的盟國關係，瑪麗的政治婚姻亦失去其目的。婚事再次告吹。
亨利八世再婚
由於凱瑟琳王後並未為亨利誕下他渴求的王子，兩人的婚姻岌岌可危。亨利希望可結束這段婚姻，但得不到教宗剋勉七世的同意。有人認為教宗的决定受凱瑟琳的外甥子，查理五世所左右。亨利堅稱凱瑟琳早於16歲時已與他的兄長亞瑟結婚，因而已經不潔，但凱瑟琳與亞瑟是否有圓房一事備受爭議。1533年，亨利八世秘密跟女侍官安妮‧博林結婚。坎特伯裏大主教托馬斯‧剋蘭麥隨即宣佈亨利與凱瑟琳的婚姻無效，和安妮的婚姻纔是合法的。亨利八世因而與羅馬天主教教廷决裂，自任為英國國教會（或稱英國聖公會）首腦。因此，凱瑟琳被褫奪王後的位分，頭銜變成威爾士王妃（即作為亞瑟遺孀的頭銜），瑪麗亦因此被貶為私生女，而公主的身份則轉予她的同父異母妹妹，安妮的女兒，即未來的伊麗莎白一世。
瑪麗被逐出宮廷，被迫遣散她的僕人。1533年12月，她甚至被下令成為伊麗莎白的女侍官照顧她。這段時期，瑪麗的身體仍然抱恙。不過，瑪麗一直堅持自己公主的身份，亦因而招惹父親亨利和繼母安妮的惱怒。這亦可能是瑪麗一直不獲準探望生母以及出席其葬禮的原因。由於她一直受到父親和繼母的冷酷對待，她一直沒有善待童年至少女時期的伊麗莎白，她更為安妮被處死一事幸災樂禍，並稱安妮為女巫。雖然安妮死去，但瑪麗和父親亨利的關係並沒有好轉。瑪麗嘗試透過承認父親英國國教會最高領袖的地位以取悅他。由於瑪麗否定羅馬天主教教廷，她亦間接承認了凱瑟琳與亨利八世的婚姻的不合法性，以及她私生女的身份。
1536年，安妮‧博林被處斬後，伊麗莎白亦失去公主的名銜以及王位的繼承權。安妮死後兩星期，亨利八世旋即再婚，對象是一名名為珍‧西摩的女侍官。珍為亨利誕下了王子愛德華，即後來的愛德華六世，但珍卻於産後不久死去。由於瑪麗答允當愛德華的教母，並出席及協助主持珍的喪禮，亨利便重新賜她僕人及居住於皇宮內的權利作回報。
1543年，亨利八世與凱瑟琳‧帕爾結婚，這是他第六位，亦是最後一位妻子。凱瑟琳成功修補王室成員間的關係。翌年，亨利透過第三次繼承法案，重新賦予瑪麗和伊麗莎白王位繼承權，緊隨愛德華王子之後。但兩人仍然是法律上的私生女。
1547年，亨利八世去世，愛德華六世繼位。由於當時愛德華年紀尚幼，政權落在以新教徒為多的攝政議會中，這些新教徒嘗試使新教成為英格蘭的國教。瑪麗是一名虔誠的天主教徒，直至查理五世應她所求出手協助以前，她要求在她的小教堂內私下進行彌撒均不被允許。宗教的差異是瑪麗和愛德華之間的爭執源頭。瑪麗三十多歲時曾與愛德華及伊麗莎白出席聚會，被愛德華斥責她不尊重他的宗教法律。瑪麗深感受辱，甚至因此掉淚。
登位女王
1553年7月6日，愛德華六世死於結核病，享年僅15歲。愛德華並不希望王位落入瑪麗手中，深恐她將復闢天主教。因此他决定把瑪麗從王位繼承權的名單上剔除。但由於他不可能衹奪去其中一位姊姊的繼承權，所以連信奉新教的伊麗莎白也一並失去王位的繼承權。值得註意的是，愛德華的這個舉動違反了 1544年的第三次繼承法案。
愛德華六世和信奉新教的高層貴族也希望把王位傳給亨利八世的妹妹，法國瑪麗王後的新教徒外孫女簡·格雷。她在同年7月10日繼位。然而，瑪麗受到更多人的擁護，一因她母親的悲慘命運，廣受同情成為助力。另一邊廂，琴‧格蕾的公公諾森伯蘭公爵和他的支持者則兵敗如山倒。簡·格雷被推翻，被稱為“九日女王”，瑪麗則成了新女王。簡·格雷和約翰‧達德利則被囚於倫敦塔。達德利於不久後以高度叛國罪被處死。雖然瑪麗深知簡·格雷本無爭奪王位之心，但後因新教勢力蠢蠢欲動，企圖再次擁立她為女王而迫不得以把簡處决。
1553年10月1日，瑪麗正式加冕成為英格蘭的女王，瑪麗一世。
統治時期
婚姻
瑪麗加冕後已是37歲了，因此她希望盡快找到合適夫婿以生下王儲，以免王位落入伊麗莎白手中。當時查理五世嚮她建議與他的獨生子腓力，即後來的腓力二世結婚。據說瑪麗在看到他的畫像後，便宣稱自己已愛上了這位西班牙王子，並立即答應婚事。
1554年7月23日，兩人首次見面，兩天後便舉行婚禮。可是，腓力與瑪麗結婚純粹是基於政治利益考慮。再且，女王與西班牙人的婚姻並不受英國國民的普遍歡迎。即使是瑪麗的顧問亦勸喻她與英國人結婚，以免英格蘭將來失去政治及經濟等方面的獨立性。
根據婚約內容，腓力得到英格蘭國王的稱號，所有文件必須同時有腓力及瑪麗二人的簽名，國會亦衹會同時聽命於兩人聯合的命令，甚至連貨幣上也同時雕有國王與女王的肖象。不過，婚約亦指明英國於西班牙有戰役時，沒有義務為其國王查理五世提供任何軍事援助。
為了使腓力的頭銜可與瑪麗看齊，查理五世把那不勒斯及耶路撒冷的王位贈予腓力。瑪麗因而成為那不勒斯皇后及名義上的耶路撒冷王後。1556年，查理五世退位，腓力繼位，瑪麗則順理成章成為西班牙王後。
國內政治
由於瑪麗一世堅持嫁予西班牙王子腓力二世，國內新教徒藉口再起暴動。簡·格雷的父親堅稱其女兒纔是合法的英格蘭女王。而托馬斯‧懷逸則以擁立伊麗莎白之名，率領軍隊從肯特群一直到倫敦纔被打敗。暴動被鎮壓後，簡·格雷的父親、丈夫及她本人均被控以高度叛國罪而處死。雖然伊麗莎白堅持自己沒有參與起義，但她仍然被囚禁於倫敦塔兩個月，隨後則被軟禁。
懷孕
縱然瑪麗十分渴望誕下王儲，但在與腓力的婚姻中並無子嗣。在兩次的假懷孕後，腓力嘗試遊說瑪麗釋放伊麗莎白，有說這是腓力恐防會難産而死，因而先博取伊麗莎白的好感。但在令瑪麗感到羞恥的假懷孕後，腓力便留下憂傷的瑪麗，獨自前往法蘭德斯指揮與法國的戰事。
宗教
作為女王，瑪麗對英國國教的問題十分緊張。她拒絶承認父親與教廷的分裂以及她弟弟愛德華六世所信奉的新教。她使英格蘭重新與羅馬教廷復合，並任命她從前的女教師的兒子及據聞為曾經的追求者，紅衣主教列金諾‧保爾為坎特伯裏大主教。而從前的大主教托馬斯‧剋蘭麥則被瑪麗下令殺害。保爾成為瑪麗重要的顧問。
愛德華六世所立的宗教法亦被瑪麗廢除。她亦嘗試說服國會廢除亨利八世所立的新教法律。要取得國會成員的同意並不容易，而瑪麗亦作出了大大的讓步，亨利八世所沒收的隱修院土地不獲發還，這是因為新任的土地擁有者具有一定的影響力。
宗教迫害Marian Persecutions
為數不少的新教徒領袖被處决（特別是被燒死）。約有800個較富有的新教徒選擇流亡國外。被殺的包括約翰‧羅傑斯（1555年2月4日）等人。宗教迫害持續了四年，死亡人數並不確實。約翰‧霍斯在其《殉道者之書》中指出，有284人因信奉新教而被殺害。在薩塞剋斯郡的路易斯，群衆透過營火紀念這些殉道者。倫敦斯特拉福的聖約翰教堂外，則設有紀念碑紀念在薩塞剋斯郡被燒死的新教徒。除此之外，在東薩福郡及西薩福郡亦有紀念於當地遇害的新教徒的墓地或紀念碑。
對外政策
儘管亨利八世早已於1542年建立愛爾蘭王國，但歐洲天主教勢力一直不承認英格蘭對愛爾蘭的管治。不過，瑪麗一世於1555年取後教宗的認可，承認她和她的丈夫腓力均是愛爾蘭的君主。
腓力二世繼承西班牙王位後，於1557年三月至七月間到英國遊說瑪麗在西班牙與法國的戰爭中（意大利戰爭）支持西班牙。丈夫的要求使瑪麗感到為難。若英國支持西班牙，必須嚮法國宣戰：蘇格蘭與法國早為友好邦交，英格蘭的安全受威脅；英格蘭與法國的貿易停止，但當時英格蘭從愛德華六世時開始經濟一嚮微弱。最後瑪麗仍然同意支持西班牙（其實這舉動破壞了婚約中的協定），令英格蘭的新教徒再次響起反西班牙的聲音。戰事中，英格蘭於1558年1月13日失去了其在歐洲大陸的唯一占領地，海港加來。雖然加來早已成為英格蘭的經濟負擔，但失去這海港對英格蘭亦非毫不可惜。瑪麗後來亦為此而悲嘆。
商業貿易與收入
英格蘭面對最大的問題是安特衛普布料貿易的衰落。雖然瑪麗與腓力結了婚，但英格蘭沒有在西班牙與新大陸的高利潤貿易中賺到多少。西班牙很小心地保護着這宗貿易，不容別國插手，而瑪麗則因其西班牙王後身份，不能接受英格蘭商人走私。為了擴大英格蘭的貿易及輓救經濟，瑪麗繼續依照諾森伯蘭公爵的建議，在歐洲各地尋覓新的營商港口。
死亡
在其統治時期中，瑪麗先後兩次出現假懷孕。有人懷疑假懷孕的成因是瑪麗想要誕下王儲的壓力。縱使瑪麗已於其遺囑宣佈腓力衹能在王儲年幼時攝政，但終究她亦沒有誕下任何子女。1558年11月17日，瑪麗一世逝世，年享42歲。她的同父異母妹妹伊麗莎白繼位，即伊麗莎白一世。雖然她早已表明希望下葬於其母親凱瑟琳的墓旁，但於12月14日她被埋於西敏寺的一個墓內，伊麗莎白一世死後亦同葬於此墓。
瑪麗一世在位時，另有一位同名的女王，即蘇格蘭女王瑪麗一世。