María Isabel era la hija menor del duque Cristián Alberto de Holstein-Gottorp (1641-1695) y de su esposa, Federica Amalia de Dinamarca (1649-1704), hija del rey Federico III de Dinamarca.

Sin embargo, los reyes en Prusia, quienes obtuvieron la custodia de la abadía-principado como electores de Brandeburgo en 1693, intentaron imponer su autoridad sobre el pequeño estado del Sacro Imperio Romano Germánico intentando influir en la elección de la nueva princesa-abadesa en favor de sus propios parientes.

María Isabel fue elegida varias veces durante el interregnum, mientras que la abadía-principado fue gobernada por la preboste María Aurora von Königsmarck, pero el rey Federico Guillermo I de Prusia rechazó en dar su consentimiento en cada elección y el emperador del Sacro Imperio, Carlos VI, consecuentemente rechazó confirmar las elecciones.

Debido a sus disputas territoriales con el rey de Prusia, María Isabel se volvió hacia el emperador del Sacro Imperio, aunque sin éxito.

Como gobernante, la princesa-abadesa María Isabel restauró el castillo, la abadía y la Iglesia abacial de San Servacio, donde fue enterrada a su muerte en Quedlinburg.