Mary Wilson est élevée jusqu'à ses douze ans par son oncle et sa tante dans le Mississippi. Elle quitte alors ce cocon pour rejoindre sa mère à Détroit. A à peine 15 ans, Mary Wilson rejoint le groupe The Primettes aux côtés des grands noms que sont Diana Ross, Florence Ballard et Betty McGlown. Après la faillite du groupe, ce dernier devient trio et change de nom pour devenir The Supremes. Une certaine rivalité apparaît entre Mary et Diana Ross, ce qui n'empêche pas Mary d'avoir des solos sur les différents albums du groupe. Finalement, jusqu'en 1977, Mary continue de faire vivre The Supremes en solo, après les départs successifs des autres chanteuses.
Mary Wilson connaît le succès, parcourt le monde entier, chante sur les plus grandes scènes et fait même des apparitions remarquées à la télévision.
En 1988, elle fait son entrée au Rock'n'Roll Walk of Fame, de Cleveland (Ohio).
Mary annonce qu'elle s'apprête à sortir un nouvel album, mais sa mort survient quatre jours après.

Le film Dreamgirls, sorti dans les salles obscures en 2006, sous la réalisation de Bill Condon, s'inspire essentiellement du groupe The Supremes.

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