Margrethe Munthe var det niende barnet i en stor søskenflokk. En av hennes brødre var maleren og tegneren Gerhard Munthe. Faren, distriktslege Christian Pavels Munthe, hadde i alt tretten barn. Margrethes mor Christine Margrethe var født Aabel, og Margrethe var kusine av Hauk Aabel.
Doktor Munthe kjøpte en husmannsplass i Elverum som han døpte Alfheim og som ble barndomshjemmet til Margrethe og hennes søsken. I dag kalles stedet Munthegaarden. Familien Munthes husjomfru var Laura Katrine Bjølstad, som senere skulle bli mor til maleren Edvard Munch. Jomfru Bjølstad traff sin tilkommende, doktor Munch, på Alfheim.
Margrethe Munthe var ugift, og forsørget seg som lærerinne ved Bolteløkken skole i Oslo, som den gang het Kristiania. I 1920 gikk hun av med pensjon, og bodde deretter flere år i Italia. Hennes oversettelse av Pinocchio direkte fra italiensk må antagelig sees i sammenheng med dette utenlandsoppholdet. Boken utkom i hennes oversettelse for første gang på norsk i 1921.
Munthe utga eventyrkomedier for barn og flere samlinger barnesanger, blant annet Kom, skal vi synge 1 - 3 (1905 - 1907), Saa leker vi litt! (1911) og Sanger om dyrene (1916). I dag huskes hun best som forfatter av moralistiske viser som Da klokka klang eller Lua av (med åpningsstrofene Nei, nei, gutt - dette må bli slutt! Ikke storme inn i stuen uten å ta av deg luen.), men hun stod også bak andre klassiske barnesanger som for eksempel Å jeg vet en seter, Vi har en tulle, Hurra for deg som fyller ditt år! og På låven sitter nissen. Å jeg vet en seter skrev hun på Anestølen i Sogndal.
Mange av Munthes sanger ble trykket i Nordahl Rolfsens Lesebok for Folkeskolen, som kom i et stort antall opplag fra førsteutgivelsen i 1892 og langt ut på 1950-tallet. Dette leseverket bidro nok sterkt til at flere generasjoner av norske skolebarn ble kjent med Munthes sanger.
Det er i dag mindre kjent at Margrethe Munthe også stod bak den første oversettelsen til norsk av den italienske boken Pinocchio; hennes oversettelse kom i 1921 under tittelen Pinockio og hans forunderlige eventyr.