Nacida en Huesca el 31 de octubre de 1889, sus padres fueron Manuel Sánchez Montestruc, secretario del Ayuntamiento de Huesca y Paciencia Arbós Campaña. Hizo los estudios de magisterio en la Escuela Normal de Huesca y en la Escuela Superior de Maestras de Zaragoza, donde obtuvo el título en 1911. Se presentó a las oposiciones de Magisterio en el Rectorado de Madrid y en 1912 logró plaza en La Granja de San Ildefonso. En Madrid entró en contacto con el mundo intelectual y más avanzado del momento y conoce a Manuel Bartolomé Cossío pedagogo krausista e historiador, definido como la «la figura más eminente de la pedagogía española en el periodo de 1882 a 1935», entonces ya al frente de la Institución Libre de Enseñanza centro y símbolo de toda una época de la cultura española hasta la Guerra Civil. La ILE era cauce para la introducción en España de las más avanzadas teorías pedagógicas y científicas que se estaban desarrollando más allá de sus fronteras.

María comulgó enseguida con los ideales de la ILE. Se incorporó de lleno a las actividades de la Institución: participó en las Colonias Escolares de Vacaciones, en clases prácticas y avanzadas experiencias docentes compartidas. Entre 1915 y 1919 cursó la Especialidad de Letras en la Escuela Superior de Magisterio de Madrid, residiendo en la Residencia de Señoritas dirigida por la pedagoga María de Maeztu, con la que compartía ideas educativas. En 1920 se casó con Manuel Ontañón, cuyo padre era gestor y profesor en la ILE. Tendrían cinco hijos. De 1926 a 1930 se incorporó a la Escuela Normal de Huesca; luego se trasladó a Madrid como maestra y tres años después fue nombrada directora en el emblemático Grupo Escolar Francisco Giner donde aplicó su metodología pedagógica impregnada del espíritu de la Institución Libre de Enseñanza. Permaneció en su cargo hasta 1936.

Al acabar la Guerra Civil María Sánchez fue víctima de depuración, como otros muchos maestros de la República, y encarcelada en 1939.[​ En 1941 después de ser juzgada por un tribunal militar, fue expulsada del cuerpo de maestras, hasta su costosa rehabilitación en 1952.

Se jubiló en 1959 y murió en Madrid el 15 de agosto de 1975.