Мария Добролюбова родилась в семье М. А. Добролюбова, родственника известного русского критика Н. А. Добролюбова. М. А. Добролюбов состоял на службе в Варшаве; после его смерти в 1892 г. семья переехала в Петербург. В 1900 г. Мария окончила педагогические классы Смольного женского института. По мнению К. М. Азадовского, именно педагогическая деятельность была её истинным призванием. В 1903 г. в Петербурге Мария организовала школу для бедных детей.
В 1901—1902 гг. Д. посещала Религиозно-философские собрание в Петербурге, увлекалась сочинениями символистов, пробовала писать сама.
В 1904 г. добровольно отправилась сестрой милосердия на русско-японский фронт.
Весной 1905 г. Д. вернулась в Петербург и занялась революционной деятельностью, примкнув к социалистам-революционерам.
В 1906 г. она занималась устройством столовых «на голоде» в Тульской губернии, в той же губернии работала учительницей и распространяла прокламации и революционную литературу. 2 сентября 1906 г. была подвергнута обыску и арестована.
Скончалась в Петербурге 11 декабря 1906 г.
Её необычная судьба вызвала ряд откликов в столичной периодической печати. Оставила след в творческих биографиях А.Блока, Л.Семёнова, Е.Иванова, Н Клюева
"О Маше Добролюбовой. Главари революции слушали её беспрекословно, будь она иначе и не погибни, - ход русской революции мог бы быть иной". Александр Блок, Дневники (с/с. в 8-ми тт., т.7, с.115).