У 1896 році вона стане третьою італійською жінкою, яка закінчила медичний факультет за спеціалізацією в нейропсихіатрії. Марія Монтессорі присвятила себе лабораторним дослідженням із пристрастю та методичністю. Окрім курсів бактеріології та мікроскопії, вона відвідувала курс експериментальної інженерії. Також вивчала педіатрію в педіатричній лікарні Bambino Gesù, гінекологію в лікарні San Giovanni та чоловічі хвороби в лікарні Santo Spirito; всі ці заклади охорони здоров’я розташовані в Римі та працюють і сьогодні.