María Lejárraga García nacque a San Millán de la Cogolla (La Rioja) il 28 dicembre 1874, prima di sette figli di una famiglia benestante. All’età di quattro anni si trasferì con la famiglia a Carabanchel Bajo per avvicinarsi alla nuova sede di lavoro del padre, Leandro Lejárraga Estecha, originario di Tormantos, che svolgeva l’attività di medico. La madre, Natividad García Garay, madrilena, si occupò personalmente dell’educazione dei figli, seguendo i programmi educativi francesi: Maria apprese perfettamente il francese, a tal punto da farle dire di non sapere con quale delle due si esprimesse meglio.
All’età di tredici anni venne iscritta a Madrid alla Scuola di insegnamento e di commercio dell’Asociación para la Enseñanza de la Mujer (Associazione per l’insegnamento delle donne), un progetto educativo creato nel 1870 dal pedagogo e intellettuale Fernando de Castro con l’obbiettivo di promuovere l’educazione e l’istruzione delle donne in tutti gli ambiti della vita sociale. In questa scuola entrò in contatto con le idee pedagogiche dell’Institución Libre de Enseñanza e i principi educativi di Emilia Pardo Bazán, ed ebbe come compagna Maria Goyri, futura scrittrice e filologa, poi moglie di Ramón Menéndez Pidal.
Nel 1894, all’età di vent’anni, conseguì il diploma di maestra; lavorò come insegnante dal 1897 al 1907 nei quartieri popolari di Madrid, conoscendo da vicino le misere condizioni di vita dei bambini di estrazione proletaria. Nel 1905 si recò in Belgio con una borsa di studio che le permise di conoscere i sistemi educativi di quel paese, le Case del Popolo e le tesi socialiste. Tuttavia, le sue ambizioni letterarie si scontrarono con la società in cui era cresciuta, ostile all’idea che le donne si dedicassero alle arti e alle scienze.
Nel 1899 pubblicò la sua prima opera, Cuentos breves: lecturas recreativas para niños, che, a detta dell’autrice, fu accolta freddamente dalla sua famiglia, a tal punto da farle affermare di non voler più scrivere firmando con il proprio nome. Fino agli anni Cinquanta del Novecento, salvo rare eccezioni, usò come pseudonimo il nome del marito, lo scrittore e drammaturgo Gregorio Martínez Sierra.
Gregorio Martínez Sierra, con il quale Maria si sposò nel 1900, era un amico di lunga data, di sei anni più giovane di lei, uno dei figli della famiglia di imprenditori e commercianti che i Lejárraga frequentavano da anni. Gregorio, come María, era appassionato di teatro e di letteratura e anche dopo aver abbandonato l’università continuò a coltivare il suo interesse per le lettere. La collaborazione letteraria con Maria iniziò nel 1898, quando i due ancora non erano legati sentimentalmente. Scrissero insieme, sotto la firma di Gregorio Martínez Sierra, El poema del trabajo (1898), Diálogos fantásticos (1899), il poema in prosa Flores de escarcha (1900), Teatro de ensueño e il romanzo Almas ausentes (1900), che ricevette un premio in denaro; nel 1899 misero in scena La bisbetica domata di Shakespeare.
Nel 1901 Gregorio Martínez Sierra esordì nel mondo editoriale con la sua prima rivista, Vida moderna, che ospitò sia scrittori modernisti che realisti e durò solo quattro numeri. Seguì la rivista Helios (1903-1904), in collaborazione con Maria Lejárraga e Juan Ramón Jiménez, ritenuta una delle principali voci del modernismo[8], in cui pubblicarono, tra gli altri, Emilia Pardo Bazán, Antonio Machado, Jacinto Benavente. Nel 1907 fu la volta di Renacimiento, una rivista di breve durata ma di discreto successo, che incluse la casa editrice omonima, grazie alla quale vennero introdotti in Spagna importanti drammaturghi stranieri, tra cui George Bernard Shaw, James Barrie e Luigi Pirandello. Lejárraga era una poliglotta e realizzò personalmente la maggior parte delle traduzioni inglesi e alcune francesi apparse in queste riviste.
Nel 1904 i Martinez Sierra pubblicarono Horas de sol, Golondrinas de sol, La humilde verdad e la raccolta di racconti Sol de la tarde. Nel 1908 María Lejárraga lasciò il suo lavoro di insegnante e prese un congedo per dedicarsi completamente alla scrittura.
María Lejárraga visse a Nizza dal 1938 al 1950. Riprese a scrivere nel 1948, un anno dopo la morte del marito e una complicata operazione di cataratta. Il libro di memorie che la impegnò dal 1948 al 1950, inizialmente intitolato España triste, venne poi pubblicato a Buenos Aires nel 1952 con il nuovo titolo Una mujer por el camino de España, scelto per andare maggiormente incontro ai gusti del pubblico statunitense, dove inizialmente si prevedeva sarebbe stato pubblicato.
Dopo il 1950 si recò negli Stati Uniti, prima a New York, poi in California, dove incontrò i produttori di Hollywood. Scrisse una commedia per bambini, Merlín y Vivian o la gata egoísta y el perro atontado, che venne respinta e in cui sono state riscontrate alcune somiglianze con il film Lilli e il vagabondo.
Disincantata, si recò in Messico dove tradusse per gli editori Aguilar e Grijalbo e collaborò con diverse riviste. Per problemi di salute nel 1953 si trasferì in Argentina, a Buenos Aires.
Negli anni Cinquanta videro la luce le due sue opere autobiografiche, firmate entrambe con il suo nome: Una mujer por el camino de España (Buenos Aires, 1952), in cui narrò la sua attività di propagandista durante la Seconda Repubblica, nel periodo tra il 1931 e il 1936 in cui come candidata del PSOE per Granada visitò diverse città spagnole, e Gregorio y yo, medio siglo de colaboracion (Messico, 1953). In quest’ultimo libro Maria racconta la storia della collaborazione intellettuale con il marito, in risposta anche alla rivendicazione, da parte della figlia di questi, avuta con l’attrice Catalina Bárcena, dei diritti esclusivi delle opere pubblicate da Gregorio Martínez Sierra.
Continuò a scrivere fino alla morte, avvenuta in una casa di riposo di Buenos Aires il 28 luglio 1974, in condizioni di povertà, sei mesi prima del suo centesimo compleanno.