Era impegnata nella framassoneria, che allora era una vera forza politica, alla quale aderì nel maggio 1904, avendo poi all'interno di essa vari incarichi. Cercò di muovere la massoneria francese ad accettare in ogni loggia l'ingresso alle donne, essendo le logge miste soltanto tollerate. La sua insistenza per fare entrare le donne anche nelle logge solo maschili arrivò al punto da degenerare in litigio con un fratello massone, che la Pelletier minacciò con una pistola dopo avere sottratto l'arma all'uomo e questo ne causò prima la sospensione per un mese; eppure nonostante le lotte intestine, fu creata un'ulteriore loggia mista femminista, battezzata dalla Pellettier "Stuart Mill" in onore del filosofo suffragista John Stuart Mill. Ma, nel settembre del 1907, la Pelletier fu esclusa dalla massoneria. La "Stuart Mill" avrebbe continuato le sue attività in maniera "indipendente" almeno per un altro paio di anni.