Walle-Hansen fikk først pianoundervisning av sin mor, og siden var hun elev av Otto Winther-Hjelm og Agathe Backer-Grøndahl, før hun studerte hos C. G. P. Grädener, A. Rückauf og Theodor Leschetizky i Wien. Hos sistnevnte var hun i 21 år, og her ga hun med tiden selv undervisning som hans hjelpelærer.