Marthe Gautier scoprì la sua vocazione per la pediatria in giovane età. Nel 1942 si unì alla sorella Paulette che stava per completare gli studi di medicina a Parigi con l'intenzione di diventare un pediatra. Dopo aver superato l'esame di ammissione del ""Internat des Hôpitaux de Paris"" e trascorse i successivi quattro anni come interna acquisendo esperienza clinica in pediatria.