В миру преподобную звали Марией Семёновной Милюковой. Она родилась в 1810 году в крестьянской семье Нижегородской губернии, в деревне Погиблово — ныне это Малиновка. Земля у односельчан была скудной, жили бедно, работать приходилось с малых лет. Семья Милюковых была близка к саровскому старцу Серафиму: старшая сестра Прасковья по его благословению уже жила в общине первоначальницы Дивеевской обители матушки Александры.

21 ноября 1823 года, в праздник Введения во храм, тринадцатилетняя Мария увязалась за сестрой в Саров. Преподобный Серафим, провидя в девочке избранный сосуд благодати, домой её не отпустил и велел остаться в общине. Так она оказалась среди «серафимовых сирот». Жила суровее многих взрослых сестёр, была почти молчальницей и отвечала лишь на необходимые вопросы, а от старца возвращалась сияющей. Ему одному она была послушна во всём: рассказывали, что, идя в Саров, Мария повязывала платок на глаза, чтобы видеть только дорогу под ногами, — так исполняла запрет смотреть по сторонам.

9 декабря 1825 года преподобный Серафим позвал Марию и ещё одну сестру в дальнюю пустыньку, дал им зажжённые свечи и поставил у Распятия, а сам больше часа молился рядом. Так, тайным молением, начиналась новая, Мельничная община. Следующие четыре года девушка помогала её устраивать: заготавливала лес и столбы для мельницы, молола муку, носила камни на строительство церкви Рождества Пресвятой Богородицы. Старец потом вспоминал, что другие брали по два-три камня, а она — по пять-шесть, и всё молча, с молитвой.

Прожив в обители шесть лет, она скончалась 21 августа 1829 года девятнадцати лет от роду. Преподобный Серафим предузнал её кончину и заплакал; он передал для неё гроб и вещи, сказав, что сам постриг её в схиму с именем Марфа, велел так её и поминать, а всех приходивших к нему в те дни отправлял на погребение. Про её род он сказал, что весь он по ней спасён будет, а ещё предсказал, что со временем мощи её будут почивать в обители открыто. Во время отпевания её родная сестра Прасковья увидела в царских дверях Царицу Небесную и рядом с Ней Марию.

Известно, что сёстры написали портрет схимонахини Марфы сразу после её смерти, а позже был создан и житийный образ с клеймами: как она носит кирпичи на строящуюся Рождественскую церковь, как преподобный Серафим постригает её в схиму, как они молятся со свечами о Дивееве, как душа её восходит к Престолу Божию, видение в церкви и три святые могилки. В 2000 году схимонахиня Марфа причислена к лику местночтимых святых Нижегородской епархии; её мощи почивают в храме Рождества Богородицы Серафимо-Дивеевского монастыря. К ней обращаются родители подростков и все, кому нужна помощь в простом, но трудном деле — послушании и молчаливой молитве.