Mając 12 lat Betty Marie trafiła do szkoły baletowej Bronisławy Niżyńskiej, cenionej rosyjskiej tancerki i choreografki polskiego pochodzenia, siostry wybitnego tancerza Wacława Niżyńskiego. Pod jej kierunkiem poczyniła znaczne postępy i zadebiutowała jako piętnastolatka, tańcząc do koncertu Fryderyka Chopina na scenie Hollywood Bowl.
Po ukończeniu szkoły w 1942 roku Tallchief wyjechała do Nowego Jorku, gdzie – dysponując talentem i ważnym paszportem – otrzymała szansę wyjazdu na występy w Kanadzie z zespołem Ballet Russe de Monte Carlo. Po powrocie weszła w skład tego cenionego zespołu na stałe, chociaż odmówiła zmiany nazwiska na brzmiące z rosyjska „Tallchieva”, a jej rosyjskie koleżanki nie przepadały za bogatą rywalką o nieeuropejskim pochodzeniu.
W 1944 roku dyrektorem zespołu został wybitny gruziński choreograf George Balanchine, który docenił talent i urok Marii Tallchief, powierzając jej kolejne ważne role solowe, a dwa lata później – poślubiając ją. Rok później oboje wyjechali do Paryża, gdzie Balanchine obsadził Tallchief – jako pierwszą Amerykankę w historii – w swoich produkcjach na scenie Ballet de l'Opéra de Paris.