Matilda Caragiu Marionţeanu s-a născut în 1927, în Grecia. Şi-a făcut studiile liceale la Silistra, Bacău şi Ploieşti, iar apoi a urmat cursurile Facultăţii de limbă şi literatură română din cadrul Universităţii Bucureşti.
În 1967, şi-a luat doctoratul cu teza "Fonomorfologie aromână. Studiu de dialectologie structurală". Şi-a început cariera universitară din timpul studenţiei, în 1950, şi a parcurs toate treptele ierarhiei didactice până la profesor universitar la Facultatea de litere. În toţi aceşti ani a susţinut cursuri şi seminarii de istoria limbii române, gramatică istorică, dialectologie generală şi română (nord şi sud-dunăreană) limba română contemporană şi limba română pentru străini. A fost profesor invitat la universităţi din Salzburg şi Frankfurt am Main.
Matilda Caragiu Marioţeanu a colaborat la trei manuale pentru învăţarea limbii române de către străini, folosite în întreaga lume, la tratatul de "Istorie a limbii române şi la "Crestomaţia romanică". În 1993, a publicat credo-ul său despre aromâni şi aromână, cu versiuni în franceză şi engleză, intitulat "Dodecalog al aromânilor sau 12 adevăruri incontestabile, istorice şi actuale, asupra aromânilor şi asupra limbii lor". În 1997, a publicat lucrarea monumentală "Dicţionar aromân (macedo-vlah) DOARO. A-D. Comparativ (român literar-aromân) , contextual, normativ şi modern". La acestea se adaugă volumele de basme, povestiri aromâne în limba română destinate copiilor şi două volume de versuri aromâne. Matilda Caragiu Marioţeanu a fost aleasă membru corespondent al Academiei Române în anul 1993 şi membru titular în anul 2004.
În 2003, în memoria fratelui său, a publicat cartea-album "Toma Caragiu - Ipostaze".