María asistió a la escuela en su ciudad natal, donde destacó por su inteligencia y capacidad académica. Sin embargo, la vida de la joven Montessori no estuvo exenta de obstáculos. En una época en la que las mujeres tenían acceso limitado a la educación superior, Montessori tuvo que luchar contra los prejuicios de la sociedad que consideraban inapropiado que una mujer se dedicara a estudios científicos.

En 1896 se graduó con honores, convirtiéndose en una de las primeras mujeres en obtener un título en medicina en Italia.

Su formación como médica marcó un punto de inflexión en su vida, ya que le permitió comprender la importancia de la salud mental y emocional en el desarrollo de los niños. Además de su carrera médica, Montessori también se interesó por la educación infantil. Fue a partir de esta combinación de su conocimiento científico y su sensibilidad educativa que comenzó a desarrollar las bases del método pedagógico que llevaría su nombre.

María se encargó de la crianza de Mario, a quien educó siguiendo sus propios principios pedagógicos. Mario jugó un papel importante en la difusión del método Montessori, y a lo largo de su vida, acompañó a su madre en sus viajes y conferencias sobre educación.