נולדה בפריז, שם סיימה את לימודיה לתואר ראשון עד שלישי בסורבון. עבודת הדוקטורט שלה עסקה בקרמיקה המוסלמית של העיר שושן בפרס.

עבדה במהלך השנים 1970-1965 בחפירות העיר שושן באיראן, ביחד עם משלחת החפירות הצרפתית, שעובדת שם מאז המאה ה-19. לימדה בסורבון ועבדה במחלקה האסלאמית של מוזיאון הלובר. בישראל ניהלה חפירות בח'רבת אל-מיניה וברמלה בשנת 1965. עשתה את הקריירה האקדמית שלה באוניברסיטה העברית מדרגת מרצה, עד לדרגת פרופסור מן המניין. בנוסף לכך לימדה בבצלאל והייתה עמיתת מחקר ב-C.N.R.S.

שהתה בשבתונים באוניברסיטת פרינסטון, בסורבון, באוניברסיטת קיל בגרמניה, ובמכון למחקר מתקדם בפרינסטון. ארגנה קונגרס בינלאומי המוקדש לתכשיטים וצורפות בעולם האסלאם בשנת 1987. זכתה בפרס שימל לארכיאולוגיה מטעם מוזיאון ישראל בשנת 1992. עוסקת באומנות וארכיאולוגיה מוסלמית. עסקה בעיקר במאות הראשונות של האסלאם. בראש ובראשונה באיראן ובישראל, אולם חקרה ארצות נוספות ביניהן ספרד.

מרים רוזן-איילון הייתה נשואה לחתן פרס ישראל  פרופסור דוד איילון.