Mary Amelia Ingalls est née le 10 janvier 1865 près de Pepin, dans le Wisconsin. Elle était la première des cinq enfants de Charles Philip Ingalls et de Caroline Lake Quiner. Sa famille, qui a fait l'objet des célèbres romans autobiographiques de sa sœur cadette, La Petite Maison dans la prairie, déménageait fréquemment pendant son enfance, à la recherche d'une meilleure vie.
Elle était la sœur aînée de l'auteure, Laura Ingalls Wilder, ainsi que de Caroline Celestia Ingalls, Charles Frederick Ingalls (décédé en bas âge) et Grace Pearl Ingalls. Dans les écrits de sa sœur, Mary est souvent décrite comme une enfant douce, studieuse et responsable.
Le tournant majeur de sa vie se produit à l'âge de quatorze ans. En 1879, Mary contracte une maladie, que l'on a longtemps cru être la scarlatine, qui lui fait perdre complètement la vue. Des études plus récentes suggèrent que les causes de sa cécité pourraient avoir été une méningo-encéphalite ou une autre maladie. Cet événement fut un moment de grande détresse pour toute la famille.
Malgré sa cécité, la famille Ingalls a tout mis en œuvre pour que Mary puisse recevoir une éducation. Elle a fréquenté l'Iowa Braille and Sight Saving School (anciennement le Iowa College for the Blind) à Vinton, Iowa, de 1881 à 1889, terminant un cursus de sept ans. Elle voyageait seule pour faire l'aller-retour entre l'école et sa maison familiale pendant les vacances d'été.
À son retour chez elle à De Smet, dans le Dakota du Sud, après avoir obtenu son diplôme, Mary a vécu avec ses parents jusqu'à leur décès respectif. Elle n'a jamais été mariée dans la vraie vie, contrairement à son personnage dans la série télévisée. Elle contribuait parfois au revenu familial en fabriquant des filets anti-mouches pour chevaux.
Après la mort de son père en 1902 et de sa mère en 1924, Mary a continué à vivre dans la région de De Smet. Elle a passé du temps chez ses sœurs, vivant d'abord avec Grace et ensuite avec Caroline. Elle était une source d'inspiration pour sa famille grâce à sa résilience et son calme face à son handicap.
Mary Amelia Ingalls est décédée le 20 octobre 1928 à l'âge de 63 ans à Keystone, dans le Dakota du Sud, des suites d'une pneumonie et de complications dues à un accident vasculaire cérébral.
Elle est inhumée au De Smet Cemetery à De Smet, Dakota du Sud, auprès de ses parents, Charles et Caroline Ingalls, ainsi que de ses sœurs, Caroline et Grace. Son souvenir est préservé grâce aux écrits de sa sœur Laura, faisant d'elle une figure marquante de l'histoire des pionniers américains.