Η Leakey υπηρέτησε τη μαθητεία της στην αρχαιολογία υπό την Dorothy Liddell στο Hembury στο Devon, 1930-1934, για την οποία έκανε επίσης εικονογραφήσεις. Το 1934 συμμετείχε σε μια ανασκαφή στο Swanscombe, όπου ανακάλυψε τον μεγαλύτερο γομφίο ελέφαντα που ήταν τότε γνωστός στη Βρετανία, αλλά χρειάστηκε βοήθεια για την αναγνώρισή του. σελ. 47
Olduvai
Τα έτη 1935 έως 1959, που πέρασαν στο φαράγγι Olduvai Gorge στις πεδιάδες Serengeti της Βόρειας Τανζανίας, απέδωσαν πολλά λίθινα εργαλεία, από πρωτόγονα όργανα κοπής πέτρας μέχρι χειροπέλεκυς πολλαπλών χρήσεων. Τα ευρήματα αυτά προέρχονταν από πολιτισμούς της Λίθινης Εποχής που χρονολογούνταν πριν από 100.000 έως δύο εκατομμύρια χρόνια.
Οι Leakeys ανακάλυψαν ένα κρανίο του Proconsul africanus στο νησί Rusinga, τον Οκτώβριο του 1948.
Το 1960, μη μπορώντας να εγκαταλείψει το μουσείο παρά μόνο τα Σαββατοκύριακα, ο Louis διόρισε τη Mary διευθύντρια των ανασκαφών στο Olduvai. Έφερε ένα προσωπικό από μέλη της φυλής Kamba, αντί για Kikuyu, οι οποίοι, κατά την άποψή της, εκμεταλλεύονταν τον Louis. Ο πρώτος, ο Muteva Musomba, είχε κρατήσει τα πόνι των παιδιών της. Στρατολόγησε μεταξύ άλλων τον Kamoya Kimeu. Η Μαίρη δημιούργησε το στρατόπεδο 5 υπό τη διεύθυνση του Τζόναθαν. Ήταν 19 ετών. Από τότε είχε το δικό της προσωπικό και τους δικούς της συνεργάτες.
Η Μαίρη μάζευε και κοσκινίζει στο χώρο από νωρίς το πρωί, ντυμένη με παλιά ρούχα, καπνίζοντας τσιγάρα στην αλυσίδα, περιτριγυρισμένη πάντα από το Δαλματίας της. Αυτή και ο Louis επικοινωνούσαν μέσω ασυρμάτου. Τα Σαββατοκύριακα οδηγούσε ασταμάτητα με μεγάλη ταχύτητα τα 357 μίλια μεταξύ Olduvai και Ναϊρόμπι. Τα έφηβα αγόρια, ο Ρίτσαρντ και ο Φίλιππος, βρίσκονταν στις διακοπές και τις αργίες του εργοταξίου.
Μετά τον Λουδοβίκο
Αφού πέθανε ο σύζυγός της, η Μαρία συνέχισε το έργο της στο Olduvai και στο Laetoli. Εδώ, στην τοποθεσία Laetoli, ανακάλυψε απολιθώματα Χομινίνων ηλικίας άνω των 3,75 εκατομμυρίων ετών. Ανακάλυψε επίσης δεκαπέντε νέα είδη άλλων ζώων και ένα νέο γένος.
Από το 1976 έως το 1981 η Leakey και το προσωπικό της εργάστηκαν για να αποκαλύψουν το ίχνος πατημασιών ανθρωποειδών στο Laetoli, το οποίο έμεινε στις στάχτες του ηφαιστείου πριν από περίπου 3,6 εκατομμύρια χρόνια. Τα χρόνια που ακολούθησαν αυτή την ανακάλυψη ήταν γεμάτα με έρευνες στο Olduvai και στο Laetoli, τις εργασίες παρακολούθησης των ανακαλύψεων και την προετοιμασία δημοσιεύσεων.
