Maathai fikk et stipendium som muliggjorde et studium i biologi i USA og i Tyskland, og tok i 1971 som første kenyanske kvinne doktorgraden. I 1977 startet hun Grønt belte-bevegelsen, etter å ha registrert den faretruende forørkningen som preget Kenya. Frem til 1993 ble 30 millioner trær plantet av bevegelsen. På 1990-tallet kom Maathai i opposisjon til landets diktator Daniel arap Moi på grunn av sitt engasjement for miljøvern og kvinners rettigheter, og ble flere ganger fengslet.