Figlia di Filippo Maria Visconti e di Agnese del Maino, nacque a Settimo Pavese il 31 marzo 1425.
Crebbe con la madre nel castello di Abbiate (Abbiategrasso) ricevendo una raffinata educazione umanistica. Già all'età di cinque anni fu promessa in matrimonio a Francesco Sforza, condottiero che aveva appena terminato un ingaggio quinquennale con Filippo Maria Visconti.
Con questo fidanzamento il duca intendeva mantenere comunque un legame con lo Sforza ed evitare che passasse al servizio dei suoi nemici fiorentini. Da parte sua Francesco Sforza accettò volentieri il contratto matrimoniale che gli arrecava, in conto della dote della futura consorte, le terre di Cremona ed altri possedimenti.
Nel corso degli anni Filippo Maria Visconti ebbe alcuni ripensamenti sul fidanzamento, generalmente causati da cambi di schieramento del futuro genero. Infine nel 1441, dopo una serie di scontri con le truppe dello Sforza che era passato ai Veneziani, il Visconti concluse con Francesco una pace che fu suggellata con il matrimonio celebrato a Cremona il 26 ottobre dello stesso anno.
I rapporti fra suocero e genero rimasero difficili e Francesco Sforza preferì trasferirsi con Bianca Maria prima a Sanguineto, presso Verona, poi a Venezia dove la coppia fu accolta dal doge Francesco Foscari.
Nel 1442 i coniugi si spostarono a Jesi e Francesco, mobilitatosi per difendere i suoi possedimenti dagli attacchi di Niccolò Piccinino, affidò a Bianca Maria il governo della marca.
Mentre proseguivano rivalità e dissidi fra Filippo Maria Visconti e Francesco Sforza, quest'ultimo entrava in contrasto con il Papato e nel 1447 fu costretto a restituire Jesi al papa Niccolò V.
Poco prima di morire Filippo Maria tentò una riconciliazione con il genero offrendogli il titolo di luogotentnte del ducato. Francesco accettò ma mentre era in viaggio per Milano con la moglie, fu raggiunto dalla notizia della morte del suocero (14 agosto 1447).
Nel 1448, mentre il marito era impegnato nella conquista di Pavia, Bianca Maria partecipò personalmente ai combattimenti in difesa di Cremona contro i Veneziani.
Dopo un periodo trascorso nel castello visconteo di Pavia e dedicato ad intrecciare relazioni politiche ed alleanze, Francesco e Bianca Maria giunsero a Milano (marzo 1450) e lo Sforza venne ufficialmente investito del titolo di duca.
Negli anni seguenti Bianca Maria partecipò attivamente all'amministrazione del ducato e di dedicò a recuperare i beni dei Visconti dispersi o saccheggiati dopo la morte del padre. Seguì anche opere pubbliche, lavori di restauro delle residenze viscontee e opere di beneficenza fra le quali la costruzione dell'Ospedale Maggiore di Milano, destinato ad accogliere i poveri.
Negli ultimi tempi della sua vita, Francesco Sforza volle che la coreggenza di Bianca Maria fosse ufficialmente riconosciuta e la donna seppe tenere saldamente le sorti dello stato durante la malattia del marito.
Quando Francesco morì (8 marzo 1466), Bianca Maria richiamò il figlio Galeazzo (che si trovava in Francia per combattere come alleato del re Luigi XI) perché assumesse il titolo di duca ed il governo di Milano.
Per qualche tempo madre e figlio governarono insieme ma presto Galeazzo, avido ed intollerante, entrò in contrasto con Bianca Maria e la costrinse ad allontanarsi da Milano.
Bianca Maria si stabilì a Cremona, ma il 7 luglio 1468 tornò a Milano per assistere al matrimonio del figlio con Bona di Savoia.
Durante il viaggio di ritorno si ammalò gravemente e sostò a Melegnano dove morì il 23 ottobre 1468.
Molti contemporanei avanzarono l'ipotesi, mai comprovata, che fosse stata avvelenata per ordine di Galeazzo.
Dal matrimonio fra Francesco Sforza e Bianca Maria Visconti nacquero Galeazzo Maria, Ippolita Maria, Filippo Maria, Sforza Maria, Ludovico Maria detto il Moro, Ascanio Maria, Elisabetta Maria e Ottaviano Maria.