Mary Eliza Mahoney est née en 1845 à Dorchester, Massachusetts. Les parents de Mahoney étaient des esclaves affranchis, originaires de Caroline du Nord, qui se sont déplacés vers le nord avant la guerre civile américaine à la recherche d’une vie avec moins de discrimination raciale. Mahoney était l’aîné de deux enfants, l’un d’eux étant décédé très tôt dans l’enfance. Très jeune, Mahoney était un fervent baptiste et un pratiquant d’église qui fréquentait fréquemment la People’s Baptist Church à Roxbury. Mahoney a été admis à l’âge de 10 ans à la Phillips School, l’une des premières écoles intégrées de Boston, et y est resté de la première à la quatrième année. La Phillips School était connue pour enseigner à ses élèves la valeur de la moralité et de l’humanité, parallèlement aux matières générales telles que l’anglais, l’histoire, l’arithmétique, etc. Il est dit que cette instruction a suscité l’intérêt précoce de Mahoney pour les soins infirmiers.
Mahoney savait très tôt qu’elle voulait devenir infirmière ; peut-être en raison de voir l’émergence immédiate d’infirmières pendant la guerre civile américaine. Au XIXe siècle, les femmes noires avaient souvent du mal à devenir des infirmières formées et autorisées. Les écoles d’infirmières du Sud rejetaient les candidatures des Afro-Américaines, alors que dans le Nord, même si les possibilités étaient encore très limitées, les Afro-Américaines avaient plus de chances d’être acceptées dans les programmes de formation et d’études supérieures. Dès la création du New England Hospital for Women and Children, elle a commencé à s’intéresser aux soins infirmiers à l’âge de 18 ans. Le NEHWC est devenu la première institution à proposer un programme permettant aux femmes de travailler pour entrer dans le secteur des soins de santé, qui était majoritairement dirigé par des hommes. En 1878, elle a été admise dans un programme de 16 mois au New England Hospital for Women and Children (aujourd’hui le Dimock Community Health Center) à l’âge de 33 ans, avec 39 autres étudiants. Sa sœur, Ellen Mahoney, a également décidé de suivre le même programme de soins infirmiers, mais n’a pas réussi à obtenir son diplôme. Les critères utilisés par l’hôpital pour choisir les étudiants de son programme soulignaient que les 40 candidats devaient être « bien portants et forts, âgés de 21 à 31 ans, et avoir une bonne réputation quant à leur caractère et leur disposition ». Sur une classe de 40 étudiants, elle et deux autres femmes blanches ont été les seules à recevoir leur diplôme. On suppose que l’administration a accepté Mahoney, bien qu’elle ne réponde pas aux critères d’âge, en raison de ses liens avec l’hôpital, où elle avait déjà travaillé comme cuisinière, femme de chambre et blanchisseuse à l’âge de 18 ans. Mahoney a travaillé près de 16 heures par jour pendant les 15 années où elle a travaillé comme ouvrière.
La formation de Mahoney exigeait qu’elle passe au moins un an dans les différents services de l’hôpital pour acquérir des connaissances universelles en soins infirmiers. Le travail dans le cadre de ce programme était intensif et consistait en de longues journées avec un poste de 5h30 à 21h30, ce qui obligeait Mahoney à assister à des conférences et à des cours pour s’instruire grâce à l’enseignement des médecins du service. Ces cours de 12 heures portaient sur les soins infirmiers dans les familles, les sujets physiologiques, l’alimentation des malades, les soins infirmiers chirurgicaux, les soins infirmiers dans les lits d’enfants, les désinfectants et les soins infirmiers généraux. En dehors des cours, les étudiants apprenaient de nombreuses procédures importantes au chevet des malades, comme la prise des signes vitaux et la pose de bandages. En outre, Mme Mahoney a travaillé pendant plusieurs mois en tant qu’infirmière privée. Le programme de soins infirmiers permettait aux étudiants de gagner un salaire hebdomadaire, allant de 1 à 4 dollars, après leurs deux premières semaines de travail. De nombreuses infirmières ne considéraient pas ce salaire hebdomadaire comme important, car beaucoup d’entre elles avaient des difficultés financières et reversaient donc 25 % de leur salaire à l’hôpital en guise d’aide financière. Pendant les trois quarts du programme, les infirmières ont travaillé dans un service de chirurgie, de maternité ou de médecine, avec six patients dont elles étaient responsables. Les deux derniers mois du vaste programme de 16 mois exigeaient que les infirmières utilisent leurs nouvelles connaissances et compétences dans des environnements auxquels elles n’étaient pas habituées ; comme les hôpitaux ou les maisons familiales privées.Après avoir rempli ces exigences, Mahoney a obtenu son diplôme d’infirmière agréée en 1879 aux côtés de 3 autres collègues – la première femme noire à le faire aux Etats-Unis.