Figlia di Attilio Mangini e di Flora Divina, studia come ballerina alla Scala con Aurel Milloss, debuttando in uno spettacolo con Pina Renzi. È su consiglio di un coreografo che assume il nome d'arte di Dorian Gray, di chiara ispirazione letteraria.[1]
Passa poi al palcoscenico, nella rivistaVotate per Venere (1950) con Erminio Macario e Gino Bramieri. Prosegue la carriera nel teatro di rivista con Gran Baraonda (1952-1953) di Garinei e Giovannini al fianco di Wanda Osiris e Alberto Sordi, con Made in Italy (1953) un'altra creazione della coppia Garinei-Giovannini che ricompone dopo anni la coppia Osiris-Macario, per cui si vede assegnare il titolo di "Diva dell'anno" dal Club della Passerella, e infine con Passo doppio (1954-55) con Ugo Tognazzi e Raimondo Vianello. Vince anche il premio "Maschera d'argento".
Federico Fellini la chiama a recitare il ruolo di Jessy, l'amante di Amedeo Nazzari in Le notti di Cabiria. È però soprattutto con Il grido di Michelangelo Antonioni, dove interpreta la benzinaia Virginia, che s'impone al grande pubblico come attrice impegnata e drammatica, allontanando da sé l'immagine di bambola sensuale. Seppur doppiata da Monica Vitti[2] l'attrice altoatesina desta l'attenzione della critica mostrando una grande maturazione artistica. Entrata nel cinema d'autore, continua a essere molto richiesta nel cinema brillante; per il film Mogli pericolose di Luigi Comencini (1958) il suo talento è premiato con un Nastro d'Argento come migliore attrice non protagonista.
Si lega sentimentalmente ad Arturo Tofanelli, giornalista ed editore della rivista Tempo, che dedica negli anni moltissime copertine a Dorian Gray. Tofanelli aiuterà inoltre la carriera della diva producendo o co-producendo diversi film che la vedono tra i protagonisti. Nel 1962 l'attrice lavora in una grossa produzione internazionale, Marcia o crepa di Frank Wisbar con Stewart Granger, primo film a parlare esplicitamente della guerra d'Algeria. In seguito recita ancora in numerose pellicole di genere farsesco e spionistico, fino a metà degli anni sessanta, quando, in attesa di un figlio da Tofanelli, abbandona le scene ritirandosi a vita privata. Le sue ultime due apparizioni sono del 1965 in Thrilling (episodio diretto da Gian Luigi Polidoro) con Walter Chiari e, sempre nel 1965, in I criminali della metropoli, uscito nel 1967, diretto dal cugino Gino Mangini.
A quasi quarant'anni decide di ritirarsi completamente dalle scene, trasferendosi a Torcegno, paese di origine della madre in cui lo zio Ermete aveva una casa, costruendosi poi una villa propria in località Mocchi.[3] Qui cresce il figlio Massimo Arturo che ha avuto da Tofanelli e nato nel 1963.
Il 15 febbraio 2011, poco dopo aver compiuto ottant'anni, si toglie la vita con un colpo di pistola alla tempia.[4] Avendo sempre affermato di essere nata nel 1936, alla sua morte i media affermarono che l'attrice aveva compiuto da poco 75 anni, quando in realtà ne aveva appena compiuti 80, essendo nata il 2 febbraio 1931.[1]
Il regista Gianni Amelio, suo grande ammiratore, dopo la sua morte le ha dedicato un omaggio all'interno del Torino Film Festival (che all'epoca dirigeva) con una piccola retrospettiva dei suoi film più belli. Amelio affermò che: "Il destino era scritto, ha infierito sempre su di sé, voleva annullare la sua immagine e il suo corpo, lo mutava in continuazione, fuori da ogni schema d'epoca. Aveva dentro un demone, un tormento privato che andrebbe studiato. Ma, al contrario del suo nome, lei invecchiava ma il suo quadro cioè i suoi film, restavano giovani"[senza fonte].
Nell'agosto 2015 le è stata dedicata una mostra a Riva del Garda, dal titolo Chiamatemi Divina, con foto, manifesti e copertine di riviste legate alla sua carriera. La medesima mostra è stata riproposta nell'ottobre del 2015 a Torcegno, il paese della Valsugana dove viveva.
^abcIn occasione della sua morte è circolata la data errata del 1936, diffusa per "civetteria" dalla stessa Mangini quando iniziarono ad esserle dedicati articoli biografici dopo il suo abbandono delle scene. Sulla sua tomba è scritta la reale data di nascita, ossia il 1931. Find a Grave - Maria Luisa Mangini
^Paolo Micalizzi, «Dal ferrarese "il grido" di Dorian Gray», il Resto del Carlino, 18 febbraio 2011