Di spirito profondamente religioso, aderì al Terz'Ordine Francescano, che consente ai laici di seguire la spiritualità di San Francesco senza prendere voti religiosi, e all'ordine dei Servi di Maria, dedicato alla promozione della devozione mariana e al servizio verso i più bisognosi. Gran parte della sua esistenza fu segnata da un grave infortunio che la costrinse a letto per molti anni, influenzando profondamente la sua vita e la sua produzione mistica.

Maria trascorse la giovinezza spostandosi in diverse città italiane, seguendo la carriera del padre, un ufficiale di cavalleria. La sua infanzia si svolse tra Faenza, Milano e Voghera, e nel 1909 fu mandata a studiare al Collegio Bianconi di Monza. Tuttavia, a causa del trasferimento della famiglia a Firenze nel 1913, dovette interrompere gli studi. Durante la Prima Guerra Mondiale, si dedicò come infermiera in un ospedale militare di Firenze, dimostrando il suo profondo impegno sociale e religioso.

Un tragico incidente nel 1920 cambiò drasticamente il corso della sua vita. Durante una passeggiata a Firenze, un giovane la colpì alla schiena, e le conseguenze di quell'evento la costrinsero gradualmente a una vita di immobilità. Dopo un'apparente ripresa iniziale, la sua salute peggiorò fino a costringerla a letto nel 1934, dove rimase per i successivi 28 anni.

Nel 1924, la famiglia Valtorta si trasferì a Viareggio, dove Maria trascorse il resto della sua vita, assistita da Marta Diciotti, una persona che le rimase accanto fino alla sua morte. A Viareggio, Maria ebbe esperienze religiose profondamente significative, portandola a fare un voto di offrire la sua vita come "anima vittima" a Dio, ispirata dall'autobiografia di Teresa di Lisieux (una delle sante più venerate della Chiesa cattolica). Questo atto di totale abbandono alla volontà divina avrebbe segnato la sua produzione letteraria e spirituale.

Nel 1943, seguendo il consiglio del suo direttore spirituale, padre Romualdo Migliorini, Maria iniziò a scrivere una serie di messaggi che sosteneva provenissero direttamente da Gesù. In un arco di quattro anni, produsse circa 15.000 pagine manoscritte, di cui 10.000 furono selezionate e riorganizzate per formare Il Poema dell'Uomo-Dio, pubblicato per la prima volta nel 1956. Quest'opera offre una narrazione dettagliata della vita di Gesù, arricchita da episodi che superano il racconto evangelico tradizionale. La sua natura mistica e la vivida descrizione degli eventi della vita di Cristo suscitarono ampie discussioni teologiche, tanto che nel 1959 l'opera fu inserita nell'Indice dei libri proibiti, un divieto poi abolito nel 1966.

Nonostante le controversie, Il Poema dell'Uomo-Dio continuò a trovare sostenitori, tra cui studiosi e fedeli che lo considerano una fonte di profonda ispirazione spirituale. Nel corso degli anni, sono stati pubblicati ulteriori scritti postumi basati sui suoi quaderni, tra cui la sua autobiografia, completata nel 1943, e opere come il Libro di Azaria e i Quaderni, che contengono meditazioni e riflessioni su temi religiosi. Gli eredi dei suoi scritti contribuirono a mantenere viva la sua eredità spirituale, pubblicando progressivamente il materiale lasciato dalla mistica.

Maria Valtorta morì a Viareggio il 12 ottobre 1961 e fu sepolta nel cimitero comunale. Le sue spoglie furono traslate nel 1973 nel chiostro grande della Basilica della Santissima Annunziata a Firenze, luogo simbolico per la sua appartenenza all'ordine dei Servi di Maria. La sua vita e le sue opere continuano a suscitare interesse, con conferenze e studi che analizzano l'impatto delle sue visioni sulla teologia e la spiritualità contemporanea.

Ancora oggi, Maria Valtorta rappresenta una figura enigmatica e complessa nel panorama mistico italiano, il cui contributo alla letteratura religiosa rimane oggetto di dibattito e riflessione.