Nel 1903 la famiglia Pavia si trasferì a Verona, sede di servizio del padre. Dopo essersi diplomata presso il Liceo governativo “Scipione Maffei” di Verona, nel 1920 Mafalda si iscrisse all'Università di Padova, allieva interna della R. Clinica pediatrica. Nel 1925 passò all'Università di Firenze per seguire il padre che era stato trasferito in quella città. A Firenze il 10 luglio 1926 Mafalda si laureò in Medicina con lode discutendo una tesi dal titolo "L'infezione tifoide nell'infanzia". Presso l'ateneo fiorentino il 17 luglio 1928 conseguì anche il diploma di specializzazione in Clinica pediatrica con una tesi dal titolo "Ricerche sperimentali sul Mg. ematico nell'infanzia" conservata presso la Biblioteca Biomedica dell'Università di Firenze.