亲是医师，母亲是小学教师，家中也经营农场。她从小即因当时的女装太过束缚而不喜穿着，家人则因为她要在农场帮忙的缘故，而不甚反对她着男装。玛丽·沃克在她母亲任教的学校接受基础教育。她在年轻时也曾当过学校教师，以为自己就读医学院存学费。1855年她毕业于雪城大学医学院，取得医学博士资格，是同届学生中惟一的女生。毕业后，沃克与医学院的同学亚伯特·米勒（Albert Miller）结婚，她拒绝在婚礼中宣誓「服从丈夫」，也拒绝改姓为米勒，只同意妥协被称作「米勒－沃克医师」。1855年，夫妇两位医师在纽约州开设联