I London ble de kjent med Lady Byron og hennes datter Ada, senere Ada Lovelace. Ada var på samme alder som Somervilles døtre, og Mary ble også Adas private matematikklærer, ettersom Lady Byron synes matematikk var viktig, og ønsket at Ada skulle få en god opplæring i det. Senere holdt de kontakten via brev. Mange av disse omhandlet matematiske problemer, og Mary rådet henne til å studere matematikk. Ada holdt god kontakt med familien Somerville gjennom hele livet; døtrene var på samme alder og de ble nære venner. Samtidig hadde Ada anlegg for matematikk og fikk privatundervisning av Mary. Det var også Mary som senere introduserte Ada for matematikeren Charles Babbage.