Η Μαρία Αναγνωστούλη σπούδασε στην Ιατρική Σχολή Αθηνών και ολοκλήρωσε την ειδικότητα της Νευρολογίας στην 1^η  Νευρολογική Κλινική του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (ΕΚΠΑ). Από την αρχή της ειδικότητάς συμμετείχε στα ερευνητικά πρωτόκολλα του Ερευνητικού Εργαστηρίου της Κλινικής, με επικέντρωση στην νευροανοσολογία και την ορολογική τυποποίηση των αντιγόνων ιστοσυμβατότητας (Human Leucocyte Antigens, HLA), τα οποία έχουν σχέση με τον αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης διαφόρων αυτοανόσων νοσημάτων και ειδικά με την Πολλαπλή Σκλήρυνση (ΠΣ), το νόσημα αναφοράς για όλη την κλινική και ερευνητική της δραστηριότητα.