1870年8月31日瑪利亞·蒙台梭利出生在意大利安科納地區的基亞拉瓦萊。父親是貴族後裔，性格平和、保守；母親博學多識、虔誠、善良、嚴謹、開明。作為獨生女的蒙台梭利深得父母的寵愛，受過良好的家庭教育。
5歲那年，父親因為職務上的關係，全家遷往羅馬。在那兒，蒙台梭利開始了她多彩多姿的求學過程。13歲時進入工科學校工科組就讀（當時極少有女孩子進入工科組）並對數學產生了極大的興趣，這也是日後她認為發展“數學心智”是“培養抽象思考能力最好途徑”的思想來源。
20歲自達文奇工科大學畢業後，她拒絕了父母親要她當教師的希望，決心研讀她熱愛的科目——生物學，並執意進入醫學院就讀。然而，當時的社會非常保守，還不曾有女子就讀醫學院的前例，而蒙台梭利幾經奮鬥才在22歲進入了醫學院，也因此更加忤逆了父親，切斷了對她的經濟來源。她只得靠獎學金及家教維生，度過了那段學醫的艱辛路程，卻奠定了她生物學的深厚學養。
蒙台梭利雖以她的才華和鬥志，突破了種種常人難以克服的束縛，26歲就以最優異的成績成為意大利第一位女醫學博士，名震全國。卻仍然無法改變當時社會對女性的成見，只能在羅馬大學精神病診所擔任助理醫師。
但是，塞翁失馬，焉知非福——正是由於這個機會，她接觸到了白痴兒童（在當時白痴和瘋子同被關在瘋人院），對他們也由同情地幫助解決生活困難，轉而開始研究智障兒童的治療及教育問題。她開始閲讀當時塞根關於特殊教育的着作以及伊塔對這方面的研究報告。在此期間，她曾去巴黎和倫敦參觀、訪問有關低能兒童的教育機構。
在精神病診所工作的兩年中，通過細心觀察，她發現：“兒童除了食物之外，還會在屋子裏面到處亂抓、亂摸、找尋可讓兩手操作的東西，以練習他們的抓握能力。”這種認識奠定了她教育理論中“發展智力需要透過雙手操作”的基本理論。並且經由這兩年的親身體驗，一改傳統盡以藥物治療低能兒的偏執做法，她得出了對低能兒童教育的新看法：“要克服智能不足，主要還得靠教育的手段，不能只用醫藥去治療。”
1898年，在意大利都靈的教育會議上的重要講演中，蒙台梭利提出了自己的獨特的見解：“兒童心理缺陷的精神病主要是教育問題，而不是醫學問題，教育訓練比醫療更為有效。”這一全新的觀點一經提出，立刻在醫學界和教育界同時引起了強烈反響。教育部長不久任命她為國立特殊兒童學校的校長。在任職期間，蒙台梭利以極大的熱情全身心的投入到對低能兒童的教育工作中去。後來她説：“在特殊兒童學校工作而得到的實踐經驗等於使我得到了第一個真正的教育學的學位。”?
此前，蒙台梭利根據塞根的書籍和伊塔的實驗綜合研究出自己的一套方法。在任期間，她把這一方法實際地應用到這些可憐的孩子身上；同時也為學校的同事和羅馬的教師們，預備了一套對低能兒童的“特殊觀察法”，來了解各個孩子的需要，去幫助孩子智能的進步。
不僅如此，她更針對這些孩子們的問題，用心研製了各式各樣的教育工具，幫助他們“手腦並用”以增進智能，每天從上午8點到下午7點她都親自和兒童相處，觀察他們，瞭解他們，並做筆記分析和比較，不斷研究出更好的辦法。結果，兩年以後，這些兒童他們不但會讀會寫，而且通過了當時羅馬地區為正常兒童們舉行的公共考試。此事在社會上引起軒然大波，要知道這些兒童們所做到的這些事都是被人們公認為是不可能學會或做到的事。
然而，在這條教育的道路上，蒙台梭利想的更多，走的更遠。她並未陶醉於自己所取得的成就，此時她開始考慮，假如缺陷兒童經過合適的教育可以達到正常兒童的標準，為什麼正常兒童不能達到更高的水平?
她認為既然教育上的努力對人類智慧具有改變的可能（當時的學者都認為智力決定於遺傳），而且，根據正常兒童在“公共考試”中所表現的成績並不比智障兒童優異的結果來看，這至少表示絕大多數正常兒童的智力發展，不是被抑制或被不正當的教育法所貽誤，便是開始得太晚，或者兩者兼而有之。
雖然這其中也許存在着些許的偶然性，但是這卻的的確確是一件不能被忽略的大事，她認為這是人們應該去尋找答案，要努力解決才能安心的大問題。因為，她覺得，人類未來的幸福和世界和平的希望，是寄望在大多數的正常兒童身上的，於是她毅然接受了新的挑戰。
為了證明這種方法應用於正常兒童的可能性，她決心重新研究“正常教育學”。
1901年，她從享譽歐洲的校長高位上離開，回到羅馬大學註冊，重新做回一個腳踏實地的學習、研究的學生，研究生物科學、實驗心理學、正常教育學、教育人類學等相關學科，以便徹底探索人類成長的自然法則，找出科學的教育理論和方法。經過7年的潛心研究，她逐漸地找出了人類生命發展的規律，逐步地形成了她的初步思想和理論，這時，她所缺乏的就是驗證的機會了。
1906年，在羅馬優良建築公會的支持下，一個非常偶然的際遇為她帶來了研究和驗證提升世界正常兒童智力的機會：1907年1月6日，第一所“兒童之家”在羅馬的貧民窟桑羅倫多區正式成立，3個月後第二所蒙台梭利“兒童之家”相繼成立。
“兒童之家”指的是能提供給孩子發展機會的“環境”，它是“公寓中的學校”，不僅具有家的內涵，如成員的彼此關愛、輔助，環境中的一切設備也都符合兒童的需要和尺寸，更是幼兒受教育的場所。“家”裏的大人們必須經常致力於“學校”環境的改造，使它們適合於兒童的各項發展。
在兒童之家，蒙台梭利研製出了能夠促進心智發展的種種教具，來提升人類的智慧，發掘無窮的潛能；也在這裏的觀察中體會出教師應該扮演的角色，產生了舉世聞名的蒙台梭利教學法。
在“兒童之家”裏，蒙台梭利應用在60位3～5歲小孩身上的方法，得到了驚人的成果。加上歐洲各報章雜誌、書籍對兒童之家生動的報道與描繪，使來自各國的參觀者絡繹不絕，樂口稱道，譽為奇蹟。於是倫敦、瑞士、荷蘭等歐洲國家，紛紛仿效設立“兒童之家”，並邀請蒙台梭利前往開設師資訓練課程。
蒙台梭利於1912年和1915年兩次訪問美國，備受各界的歡迎。1913年美國蒙台梭利教育協會宣佈成立。以蒙台梭利的名字命名，或採用了蒙台梭利方法的學校一度達200多所。她的教育法在舊金山博覽會中的展示得到了大會惟一的兩面金牌獎。
人間正道是滄桑。好事多磨，1934年墨索里尼下令關閉意大利所有的蒙台梭利學校，查禁她的着作。蒙台梭利本人也被迫離開祖國，逃往西班牙，後又因西班牙內戰爆發前往英國，隨後輾轉反覆，在世界各地遊學演講，在荷蘭、印度等地到處留下了她的蹤跡。直到第二次世界大戰結束後的1947年，意大利政府才請她回國重建蒙台梭利學校。
第二次世界大戰後，雖已耄耋之年，蒙台梭利仍然不辭辛勞，到各國作巡迴演講，指導教育工作，呼籲通過教育改造世界，促進世界和平。1952年5月6日，享有盛譽的蒙台梭利逝世於荷蘭的努特維克，享年82歲。一生為了兒童，蒙台梭利不僅是着名的科學家，更是偉大的教育家，為了人類精神的復興及人性的發展，奉獻了她所有的智慧與生命。